專(zhuān)利名稱(chēng)：用于無(wú)繩用戶線接口的無(wú)線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括若干個(gè)基站和一個(gè)接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線局域環(huán)路系統(tǒng)，該系統(tǒng)將無(wú)繩終端設(shè)備連到固定網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、系統(tǒng)尤其包括一個(gè)在無(wú)繩終端設(shè)備和基站之間的空中接口，該接口基本上與GSM移動(dòng)系統(tǒng)一致，其中一個(gè)業(yè)務(wù)信道TCH的復(fù)幀由26個(gè)TDMA幀組成，這些幀中包括至少一個(gè)慢速隨路控制信道(SACCH)幀和一個(gè)空閑(IDLE)幀，通過(guò)慢速隨路控制信道的時(shí)隙，終端設(shè)備(T)向基站發(fā)送測(cè)量信息，基站(BS)向終端設(shè)備發(fā)送控制信息。
建造電話網(wǎng)時(shí)，交換機(jī)和用戶設(shè)備之間的用戶線的安裝不僅相當(dāng)昂貴，而且需要大量時(shí)間。通常用戶線網(wǎng)是這樣布置的，從若干個(gè)用戶設(shè)備引出的雙芯電纜都送到一個(gè)配線架上，而從若干個(gè)縱橫制接線器引出的電纜在另一個(gè)配線架上合在一起，該配線架上的電纜又被連到交換機(jī)。交換機(jī)和用戶線之間用的是標(biāo)準(zhǔn)信令接口，可以是一個(gè)雙線模擬用戶線接口，一個(gè)根據(jù)CCITT建議V2的復(fù)用器接口，或者是一個(gè)根據(jù)ETSI建議V5.1的基于報(bào)文的復(fù)用器接口(message-based multiplexerinterfce)。要改變固定用戶線是很麻煩的，并且維護(hù)費(fèi)用相當(dāng)高，特別是在那些用戶線是架空線的地區(qū)。解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是用無(wú)線線路來(lái)替換交換機(jī)和用戶設(shè)備之間的固定線路。這種方法就是已知的無(wú)線局域環(huán)路(WLL)系統(tǒng)。
WLL系統(tǒng)的原理如

圖1所示。一個(gè)無(wú)線固定終端設(shè)備T包括一個(gè)帶天線的無(wú)線單元4，和一個(gè)把一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用戶設(shè)備5連到該終端設(shè)備的電話適配器。用戶設(shè)備可以是一臺(tái)普通電話機(jī)，一臺(tái)傳真機(jī)或一個(gè)調(diào)制解調(diào)器。把用戶設(shè)備插入到終端設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)適配連接插座，用戶設(shè)備就與終端設(shè)備連上了。用戶使用該用戶設(shè)備5的方法與在傳統(tǒng)固定網(wǎng)中使用該設(shè)備的方法一樣，雖然現(xiàn)在的用戶線連接由終端設(shè)備T和基站BS2或3之間的無(wú)線線路組成。基站可以為幾個(gè)用戶設(shè)備提供服務(wù)?；具B到一個(gè)專(zhuān)門(mén)的接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)1，該節(jié)點(diǎn)又與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)相連。多個(gè)基站可以同時(shí)連到一個(gè)接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)1上。WLL系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有移動(dòng)電話系統(tǒng)的組成部分來(lái)組建，移動(dòng)系統(tǒng)可以是例如一個(gè)模擬NMT系統(tǒng)或一個(gè)數(shù)字GSM系統(tǒng)。在這種情況下，WLL系統(tǒng)的信令與所涉及的系統(tǒng)一致?；緸樵撓到y(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)基站，終端設(shè)備的無(wú)線單元與移動(dòng)臺(tái)的無(wú)線單元相似或者終端設(shè)備可以就是移動(dòng)系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)。WLL系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分是接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，它把用戶連到標(biāo)準(zhǔn)本地交換機(jī)。接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)把WLL網(wǎng)信令，例如NMT或GSM信令轉(zhuǎn)換成固定網(wǎng)(例如PSTN)適用的信令，反之，它也把固定網(wǎng)的信令轉(zhuǎn)換成適用WLL網(wǎng)接口。
網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)一個(gè)使用2Mbit/s的PCM系統(tǒng)的開(kāi)放(open)V2-或V5.1型復(fù)用器接口連到本地交換機(jī)。例如本地交換機(jī)僅支持雙線接口，該網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)用復(fù)用器把V2信令轉(zhuǎn)換成模擬雙線用戶環(huán)路接口連接到交換機(jī)上。網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和連到網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上的基站之間的信令是所適應(yīng)的移動(dòng)網(wǎng)的信令，但某些蜂窩網(wǎng)的典型功能，如小區(qū)切換和漫游等卻被修改成不能使用。因此，用戶必須保持在分配給它的基站的覆蓋區(qū)域內(nèi)。輸入呼叫和呼出呼叫的路由選擇基于網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的作用相當(dāng)于集線器的作用把呼叫從用戶接口發(fā)送到交換機(jī)，并在交換機(jī)中完成號(hào)碼分析、計(jì)算及另外的功能。
根據(jù)上面的描述，一個(gè)WLL網(wǎng)可以基于已知的GSM系統(tǒng)。GSM是時(shí)分多址數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。下面描述該系統(tǒng)的信道。
邏輯信道分成發(fā)送話音和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)信道TCH和轉(zhuǎn)發(fā)信令和同步數(shù)據(jù)的控制信道。業(yè)務(wù)信道包括一條全速率業(yè)務(wù)信道TCH/F和一條半速率業(yè)務(wù)信道TCH/H。全速率業(yè)務(wù)信道總與一條慢速隨路控制信道SACCH分配在一起。因此，當(dāng)TDMA幀的時(shí)隙都分配給業(yè)務(wù)信道時(shí)，能用一條載波形成8條TACH/F信道。
如圖2所示的TCH/F+SACCH/TF復(fù)幀包括26個(gè)連續(xù)幀，其中TCH/F周期的26個(gè)時(shí)隙包括24個(gè)發(fā)送TCH/F脈沖串的時(shí)隙，一個(gè)發(fā)送SACCH脈沖串的時(shí)隙，和一個(gè)不發(fā)送的空閑(IDLE)時(shí)隙。如圖所示，SACCH脈沖串在幀12的時(shí)隙中發(fā)射，而在空閑幀25的時(shí)隙中不發(fā)射。
移動(dòng)臺(tái)用SACCH來(lái)向基站轉(zhuǎn)發(fā)不同的測(cè)量結(jié)果?；驹诳刂菩诺郎贤苿?dòng)臺(tái)發(fā)送涉及功率控制和定時(shí)超前的命令。另外，基站發(fā)送一般網(wǎng)絡(luò)信息，所謂的系統(tǒng)信息5和6。該信息包括一張待被監(jiān)控的相鄰小區(qū)的頻率的列表，基站標(biāo)識(shí)碼BSIC，BCCH頻率數(shù)據(jù)，涉及無(wú)線線路的接口控制的參數(shù)等等。該信息也在廣播控制信道(BCCH)上發(fā)送。SACCH消息包括一個(gè)所謂的層1頭，其中定時(shí)超前和功率控制命令在下行方向發(fā)送，而前述命令的確認(rèn)在上行方向發(fā)送。
移動(dòng)臺(tái)和基站必須測(cè)量它們所接收到的信號(hào)功率，并且移動(dòng)臺(tái)還必須測(cè)量相鄰基站的BCCH載波的功率。通過(guò)計(jì)算誤比特率，測(cè)量出所接收信號(hào)的質(zhì)量。移動(dòng)臺(tái)必須把測(cè)量結(jié)果報(bào)告給它自己的基站。它在前述的SACCH上報(bào)告測(cè)量結(jié)果。根據(jù)GSM建議，測(cè)量結(jié)果必須至少每秒報(bào)告一次。這意味著測(cè)量和報(bào)告周期包括4個(gè)復(fù)幀，時(shí)間為480ms，在這期間進(jìn)行測(cè)量，以及包括另外4個(gè)復(fù)幀，時(shí)間為480ms，在這期間發(fā)送測(cè)量結(jié)果。如果SACCH只用于報(bào)告，移動(dòng)臺(tái)能以每秒兩次的速度報(bào)告測(cè)量結(jié)果。測(cè)量和報(bào)告周期包括四個(gè)復(fù)幀，因此每480ms發(fā)送一次測(cè)量結(jié)果。移動(dòng)臺(tái)僅在復(fù)幀(圖2)的最后一個(gè)，即空閑幀中完成相鄰小區(qū)的BCCH信號(hào)的解碼。
基站用這些測(cè)量結(jié)果來(lái)控制它自己的發(fā)射機(jī)的功率及移動(dòng)臺(tái)的功率，也用來(lái)向移動(dòng)臺(tái)提供定時(shí)超前，以及用于越區(qū)切換目的。在上行和下行方向進(jìn)行功率控制的目的，首先是在連接過(guò)程中，在維持良好的連接質(zhì)量的同時(shí)，盡可能降低發(fā)射機(jī)的功率以提高頻譜效率，其次是提高移動(dòng)臺(tái)電池的使用時(shí)間。
在一個(gè)移動(dòng)系統(tǒng)中，無(wú)線信道上的障礙物導(dǎo)致有幾個(gè)反射信號(hào)到達(dá)接收機(jī)，從而引起幅度改變。這種現(xiàn)象就是已知的瑞利衰落，因?yàn)閹讉€(gè)帶隨機(jī)相位分布的信號(hào)相加的幅度滿足瑞利分布。由于瑞利衰落，需要發(fā)射電平有一個(gè)附加裕量，因?yàn)榘l(fā)射機(jī)的功率控制不能跟上信號(hào)電平的快速變化。
為補(bǔ)償瑞利衰落所需的附加功率加到了移動(dòng)臺(tái)和基站的發(fā)射中，這是有問(wèn)題的。因?yàn)檫@增加了對(duì)另外用戶的接收干擾，從而降低了網(wǎng)絡(luò)容量。附加的發(fā)射功率還降低了移動(dòng)臺(tái)電池的使用時(shí)間。前述問(wèn)題同時(shí)存在于GSM系統(tǒng)及基于GSM系統(tǒng)的WLL系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線局域環(huán)路系統(tǒng)，通過(guò)它無(wú)需用額外發(fā)射功率來(lái)補(bǔ)償瑞利衰落。并且該系統(tǒng)中的功率控制快到能跟上由瑞利衰落造成的信號(hào)幅度的變化。
該目的可用根據(jù)權(quán)利要求1特征部分的無(wú)線局域環(huán)路達(dá)到。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)同時(shí)用SACCH幀和空閑幀來(lái)發(fā)送測(cè)量結(jié)果和功率控制命令而加速功率控制。測(cè)量報(bào)告和功率控制命令在單個(gè)脈沖中發(fā)射。
下面，將參照附圖對(duì)本發(fā)明做更為詳細(xì)的描述，其中圖1表示W(wǎng)LL系統(tǒng)的原理；圖2表示一個(gè)業(yè)務(wù)信道的復(fù)幀。
在WLL應(yīng)用中，用戶可在它的歸屬小區(qū)內(nèi)移動(dòng)，但小區(qū)間的切換被禁止。這極大地減小了對(duì)移動(dòng)臺(tái)測(cè)量的要求。移動(dòng)臺(tái)不需測(cè)量相鄰站的BCCH載波強(qiáng)度，也因此而不需要進(jìn)行測(cè)量計(jì)算。所涉及的基站因而不必向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送關(guān)于相鄰基站的信息，即所謂的系統(tǒng)信息5和6，因?yàn)樵撔畔⒁言贐CCH發(fā)送。
WLL應(yīng)用的另一個(gè)典型特征是用戶設(shè)備基本上是靜止的或僅作緩慢移動(dòng)，因此瑞利衰落很小。
由于不需要關(guān)于小區(qū)間切換的測(cè)量及測(cè)量報(bào)告，功率控制周期可以被極大地加快，比瑞利衰落的頻率快得多。要完成的其余測(cè)量就是根據(jù)GSM建議的一般測(cè)量，即關(guān)于用戶設(shè)備和基站的連接的測(cè)量。當(dāng)根據(jù)下面描述的本發(fā)明的方法把測(cè)量結(jié)果送給基站以及基站給出功率控制命令時(shí)，功率控制周期能被減少到接近GSM系統(tǒng)周期的十分之一。
由于測(cè)量需求的減少，終端設(shè)備發(fā)送給基站的測(cè)量報(bào)告的長(zhǎng)度可以被縮短，從而測(cè)量結(jié)果能在單個(gè)脈沖串中被發(fā)射。經(jīng)信道編碼的456位的塊在4個(gè)脈沖串中被發(fā)射，因此測(cè)量結(jié)果的脈沖串使用了114位。
在復(fù)幀中有兩個(gè)測(cè)量周期，第一個(gè)測(cè)量周期的測(cè)量報(bào)告在復(fù)幀的SACCH幀內(nèi)發(fā)送，第二個(gè)報(bào)告在空閑幀內(nèi)被發(fā)送。在每個(gè)測(cè)量周期內(nèi)完成同樣的測(cè)量。因?yàn)椴槐匾笤贕SM系統(tǒng)中一樣，在空閑幀期間進(jìn)行相鄰基站的測(cè)量，所以也可以利用空閑幀來(lái)發(fā)送。因此，在復(fù)幀中可以發(fā)送兩個(gè)測(cè)量結(jié)果脈沖串。復(fù)幀的長(zhǎng)度是120ms，因此可以每60ms在上行鏈路方向發(fā)送一次測(cè)量結(jié)果。與GSM系統(tǒng)中每500ms發(fā)送一次測(cè)量結(jié)果相比，這個(gè)速度是很快的。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的復(fù)幀實(shí)際上包括兩個(gè)SACCH幀，而沒(méi)有空閑幀，因此其結(jié)構(gòu)如圖2所示，只要把幀25 “空閑”改為SACCH幀就行。
基站接收測(cè)量報(bào)告，并基于該報(bào)告計(jì)算所需的功率控制和可能的定時(shí)超前量，并向終端設(shè)備給出功率控制命令(和，如果需要，定時(shí)超前命令)。復(fù)幀的SACCH幀和空閑幀在下行方向用來(lái)發(fā)送這些命令。因此基站總能夠響應(yīng)終端設(shè)備發(fā)送的測(cè)量報(bào)告，給出命令消息，從而命令消息以每60ms一次發(fā)送。由于關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)信息5和6消息根本不發(fā)送，在消息中有多余的空間可用?？梢岳眠@些空間來(lái)對(duì)命令消息進(jìn)行附加編碼，以保護(hù)命令消息。
利用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，包括測(cè)量、報(bào)告、分析和功率控制命令的功率控制周期能減少到瑞利衰落的影響能被有效地補(bǔ)償?shù)牡夭?。因此，可將用于補(bǔ)償瑞利衰落的附加功率減小到最小。
上述的系統(tǒng)需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的GSM系統(tǒng)進(jìn)行修改。由于利用了空閑幀，必須重新規(guī)定SACCH。由基站在SACCH上發(fā)送的控制信息也必須被修改。功能的改變應(yīng)使接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)不再完成越區(qū)切換算法以及不再完成任何類(lèi)型的相鄰小區(qū)測(cè)量及測(cè)量結(jié)果的報(bào)告?；静辉僭赟ACCH上發(fā)送系統(tǒng)信息5和6消息。
應(yīng)該理解的是上面的描述及相關(guān)附圖僅用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)，可以很容易對(duì)本發(fā)明作不同的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一個(gè)包括若干個(gè)基站和一個(gè)接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線局域環(huán)路系統(tǒng)，用來(lái)將無(wú)繩終端設(shè)備(T)連接到固定網(wǎng)交換機(jī)，無(wú)繩終端設(shè)備和基站(2，3)之間的空中接口基本上與TDMA移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)一致，其中業(yè)務(wù)信道TCH的復(fù)幀由若干個(gè)TDMA幀組成，這些幀中至少有一個(gè)慢速隨路控制信道(SACCH)幀和一個(gè)空閑幀，通過(guò)SACCH幀的時(shí)隙，終端設(shè)備(T)向基站發(fā)送測(cè)量信息，基站(BS)向終端設(shè)備發(fā)送控制信息，其特征在于在復(fù)幀中有至少兩個(gè)測(cè)量周期，并且終端設(shè)備在SACCH的時(shí)隙中在單個(gè)脈沖串內(nèi)發(fā)送第一測(cè)量周期的測(cè)量結(jié)果以及在空閑幀的時(shí)隙中在單個(gè)脈沖串內(nèi)發(fā)送第二測(cè)量周期的測(cè)量結(jié)果，在復(fù)幀中有至少兩次控制信息的傳輸，并且基站在SCCH的時(shí)隙中在單個(gè)脈沖串內(nèi)發(fā)送第一控制信息以及在空閑幀的時(shí)隙中在單個(gè)脈沖串內(nèi)發(fā)送第二控制信息，一旦空閑幀被用來(lái)發(fā)送測(cè)量結(jié)果和控制信息，所述空閑幀馬上變?yōu)橐粋€(gè)SACCH幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于第一和第二控制信息都由功率控制命令組成，響應(yīng)該命令，終端設(shè)備(T)調(diào)整自己的發(fā)射功率，使之對(duì)應(yīng)于在該命令中所限定的功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于用附加編碼來(lái)保護(hù)功率控制命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于控制信息中包含定時(shí)超前量。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括若干個(gè)基站和一個(gè)接入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線局域環(huán)路系統(tǒng)，用來(lái)將無(wú)繩終端設(shè)備(T)連接到固定網(wǎng)交換機(jī)。無(wú)繩終端設(shè)備和基站(2，3)之間的空中接口基本上與GSM移動(dòng)系統(tǒng)一致，除了基站，終端設(shè)備(T)也測(cè)量無(wú)線信道的場(chǎng)強(qiáng)強(qiáng)度和質(zhì)量。在業(yè)務(wù)信道(TCH)的一個(gè)復(fù)幀中有至少兩個(gè)測(cè)量周期，并且終端設(shè)備在慢速隨路控制信道(SACCH)的時(shí)隙中在單個(gè)脈沖串內(nèi)發(fā)送第一測(cè)量周期的測(cè)量結(jié)果以及在空閑幀的時(shí)隙中在單個(gè)脈沖串發(fā)送第二測(cè)量周期的測(cè)量結(jié)果。在復(fù)幀中有至少兩次控制信息的傳輸，并且基站在SACCH的時(shí)隙中在單個(gè)脈沖串內(nèi)發(fā)送第一控制信息以及在空閑幀的時(shí)隙中在單個(gè)脈沖串內(nèi)發(fā)送第二控制信息。用這種方法，可以使測(cè)量周期短于瑞利衰落的頻率。
文檔編號(hào)H04J3/14GK1168214SQ96191349
公開(kāi)日1997年12月17日 申請(qǐng)日期1996年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月4日
發(fā)明者哈里·波斯蒂 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司