專利名稱：蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的自適應(yīng)頻率規(guī)劃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括多個基站的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的頻率選擇，其中基站和與其進(jìn)行無線通信的移動臺之間的數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在為該基站所設(shè)的多個頻率中的某個頻率。
蜂窩電話系統(tǒng)的基本思想是使用有限的系統(tǒng)頻段，使得盡管頻率有限，但仍能得到所需的容量。這通過小區(qū)的形成來實(shí)現(xiàn)。小區(qū)中并不能使用系統(tǒng)的全部頻率，而是僅能使用特定的一組頻率。該小區(qū)的相鄰小區(qū)不能使用該小區(qū)中的頻率組的頻率，這些頻率僅能在距離該小區(qū)足夠遠(yuǎn)的小區(qū)中使用。因此，在使用相同頻率的小區(qū)之間信號強(qiáng)度相差足夠大，使得相同信道的干擾足夠得低，不會在無線信道上引起干擾。在所描述原則上的頻率分配稱為頻率重用。
上述思想對蜂窩規(guī)劃相當(dāng)重要，蜂窩規(guī)劃需要選擇小區(qū)大小和系統(tǒng)參數(shù)，例如頻率分配和小區(qū)容量及數(shù)目，使得能夠經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)支持所需業(yè)務(wù)密度的連續(xù)覆蓋。因此，蜂窩規(guī)劃中需要考慮的因素中有不同區(qū)域的業(yè)務(wù)密度和移動臺的最大發(fā)送功率和干擾。
涉及頻率使用的術(shù)語“重用因子”取決于運(yùn)營商的蜂窩規(guī)劃，干擾限制也為重用因子設(shè)定了限制。重用因子對頻譜效率至關(guān)重要。重用因子越小，頻譜使用效率就越高。重用因子由相對干擾值、C/I值決定，其中C是接收載波電平，I是干擾電平。每個因子受使用的越區(qū)切換策略、移動臺功率調(diào)節(jié)、非連續(xù)傳輸DTX和頻率躍變影響。
在完全網(wǎng)絡(luò)中，為小區(qū)分配不同的頻率集，即特定頻率上的特定數(shù)量的載波，重用因子表明相同頻率的重用距離該小區(qū)有多遠(yuǎn)。盡管為小區(qū)分配了特定數(shù)量的載波，但這不總意味著所有載波都被使用。所以重用因子是“寬松”的，如果必須增加小區(qū)容量，則可以從小區(qū)頻率集中引入更多的載波來增加。
如果基站的位置和數(shù)量被看成是常量，則為系統(tǒng)分配的頻譜確定了網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到的最大容量的上限。為了說明這一點(diǎn)，請參見

圖1，它是蜂窩網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)所覆蓋的地理區(qū)域的圖形表示。為簡明起見，假定小區(qū)大小相同，它們由具有相同半徑的圓表示，而由黑點(diǎn)表示的基站BTS位于這些小區(qū)的中心，基站之間的距離是d。假定重用因子是4，這意味著需要4種頻率集頻率集A、頻率集B、頻率集C和頻率集D。因此，相同的頻率集可以重現(xiàn)，使得一種頻率集的小區(qū)位于另一種頻率集的小區(qū)之間，例如類似于該圖所示方式。這樣，以距離D重用載頻。假定每個小區(qū)有兩種載波，即，每個頻率集中有兩種載波，從而載波總數(shù)為8，假定載波象GSM系統(tǒng)中那樣需要200kHz頻帶，作為例子在該圖示出的系統(tǒng)將需要1.6MHz頻帶。這說明了與已知網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的問題，即網(wǎng)絡(luò)頻帶設(shè)定了網(wǎng)絡(luò)容量的上限。為了增加容量，載波的數(shù)量必須增加，這僅能通過使頻帶更寬來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)基站控制器選擇頻率分配給連接時，需要將干擾作為一個條件來考慮?；驹趶目臻e信道分配噪聲電平盡可能低的信道時考慮該信息，或者在注意到業(yè)務(wù)使用中的那些信道中的某個信道所承受的上行干擾電平高于任一空閑信道中的干擾電平時，作出小區(qū)內(nèi)部越區(qū)切換時的決定時考慮該信息。但是，這實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫\(yùn)營商希望系統(tǒng)具有盡可能高的利用率，使得所有信道都在使用。實(shí)際上，這種情況很難存在，尤其在具有干擾限制的網(wǎng)絡(luò)中如果所有小區(qū)中的所有信道都在使用，則因?yàn)楦蓴_電平的上升，使得連接質(zhì)量令人難以接受。為此，即使仍可以分配空閑信道，網(wǎng)絡(luò)也會因?yàn)閾頂D而阻塞。在這種情況下，可以考慮所述上行信道干擾值。通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)一種小區(qū)間的自動信道規(guī)劃第一小區(qū)中特定信道的使用導(dǎo)致某個其它小區(qū)中一定大小的干擾電平，這樣防止占用在該小區(qū)中被干擾，而同時又干擾第一小區(qū)的任一信道。這基本上是信道分配的一種動態(tài)方法，即如果小區(qū)過載，但使用干擾信道的小區(qū)卻未過載，則該小區(qū)可以暫時使用這些信道。
按照以上描述，在完全蜂窩網(wǎng)絡(luò)中為每個小區(qū)分配一個不同的頻率集，重用因子表明了相同頻率的重用距離該小區(qū)有多遠(yuǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，仍需要大量的頻率規(guī)劃工作。頻率規(guī)劃是固定的，即，一旦頻率已被分配給小區(qū)，則它們是固定的。固定頻率規(guī)劃的一個缺點(diǎn)是，它需要大量工作，且無法調(diào)整自身以適應(yīng)業(yè)務(wù)的改變。如果通過新基站實(shí)現(xiàn)這種網(wǎng)絡(luò)，則必須進(jìn)行新的頻率規(guī)劃。如果新基站位于網(wǎng)絡(luò)邊緣，則必要的工作量是合理的，但如果基站或多個基站位于已有基站之間的網(wǎng)絡(luò)中，從而減小了這些小區(qū)的大小，則頻率規(guī)劃需要大量工作。
Chuang和Sollenberger的專利US-5212831中提出了用于FDMA和TDMA系統(tǒng)中獨(dú)立自適應(yīng)頻率分配的一種方法和設(shè)備。按照該自適應(yīng)方法，根據(jù)基站所進(jìn)行的信號強(qiáng)度測量為每個基站分配頻率。測量的實(shí)現(xiàn)方式是基站關(guān)閉其自身發(fā)射機(jī)，監(jiān)聽其它基站的下行頻率并測量它們的信號功率。具有最低功率的接收頻率臨時作為該基站的下行頻率分配。每個基站相對于其它基站獨(dú)立和異步地重復(fù)該過程。如果所有基站都執(zhí)行了該過程，則每個基站都選擇了一個下行頻率。然后再多次進(jìn)行相同的測量周期，使得基站所選擇的下行頻率不再變化，或者已經(jīng)完成了預(yù)定數(shù)量的重復(fù)周期。
在按照該發(fā)明的方法中至少有兩個明顯的缺陷。首先，基站在測量時間段內(nèi)必須中斷其發(fā)送，這很難做到，因?yàn)樵谠摃r間段內(nèi)，至少無法維持與移動臺的頻率連接。這給網(wǎng)絡(luò)用戶造成損失。其次，進(jìn)行測量的基站測量其它基站的下行干擾信號，從而基站可能不會檢測到大的干擾，但是接受服務(wù)的移動臺卻會承受較大的干擾。
這第二個缺陷在圖2中示出。它說明了基站BS1和BS2所處地形使得它們之間的信號無法直接傳送，而會經(jīng)受很強(qiáng)的反射的情況。這種情況可能會出現(xiàn)在城市中建筑物阻礙了信號直接傳送的十字路口，或者在地形上的高點(diǎn)阻礙了信號直接傳輸?shù)泥l(xiāng)下。因此，如果使用按照該US專利的方法，則BS1將測量BS2的發(fā)送功率，并會發(fā)現(xiàn)在該頻率其干擾值較低。相應(yīng)地，BS2會測量BS1的頻率，將發(fā)現(xiàn)干擾較小。其結(jié)果是每個基站將調(diào)諧到相同的下行頻率。這將導(dǎo)致以下情況的出現(xiàn)當(dāng)汽車位于點(diǎn)A時，它與基站BTS1在頻率f上有業(yè)務(wù)連接，而該連接質(zhì)量良好，但當(dāng)汽車到達(dá)了十字路口，它接收到基站BTS2發(fā)送的頻率，從而體會到基站BTS2來的相同頻率的信號也是強(qiáng)信號。在這些情況下，該十字路口總會有移動臺接收的強(qiáng)干擾，而與該移動臺MS與哪個基站有連接無關(guān)。
本發(fā)明的一個目的是提出沒有已知方法的缺陷的自適應(yīng)頻率規(guī)劃。頻率規(guī)劃必須能夠在基站處于正常業(yè)務(wù)使用時同時工作，該規(guī)劃必須能夠考慮移動臺所承受的任何實(shí)時干擾。
制定的目標(biāo)通過獨(dú)立權(quán)利要求書所定義的方法來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求提出了實(shí)現(xiàn)該方法的不同方式。
本發(fā)明基于以下思想在選擇調(diào)諧基站的上行頻率時，調(diào)度(dispatch)，即工作在小區(qū)中的發(fā)送機(jī)/接收機(jī)所監(jiān)聽的實(shí)時業(yè)務(wù)，以及在選擇下行頻率時，必須考慮其它小區(qū)區(qū)域中的任一發(fā)送機(jī)/接收機(jī)中調(diào)諧基站的調(diào)度所引起的干擾。發(fā)送機(jī)/接收機(jī)可以是一個測試單元，但是最好是系統(tǒng)正常業(yè)務(wù)操作中的移動臺。測量可以在調(diào)諧基站處于業(yè)務(wù)的正常操作時進(jìn)行。
選擇上行頻率，使得進(jìn)行頻率規(guī)劃的基站，即調(diào)諧基站通過系統(tǒng)所用接收頻段的一個頻率子集或者在接收頻段的所有頻率測量哪個是在該頻率接收的信號的總功率?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的不同以不同方式進(jìn)行測量。首先，可以通過不斷測量頻率來完成測量。這種方式必須用于FDD系統(tǒng)。其次，如果系統(tǒng)是一個TDM系統(tǒng)，則可以通過查看同一頻率是否被多個信道占用來不斷進(jìn)行測量，其中功率可以位于不同時隙，即它可以在不同信道之間變化，也可以針對幀中的每個時隙單獨(dú)進(jìn)行測量，或者針對每個接收時隙，或者僅針對幀中的任一所需時隙進(jìn)行測量。實(shí)際上，首先提到的不斷測量整個載波的方法是優(yōu)選的。
在測量了每個頻率上接收的總功率之后，以質(zhì)量好壞的順序排列頻率。如果也已測量了不同時隙的功率，則該頻率的這些時隙也以質(zhì)量好壞的順序排列。按照這種順序選擇一組上行頻率，該組頻率可以包括一個頻率或多個頻率。
選擇下行頻率，使得調(diào)諧基站在發(fā)送頻帶的所有頻率上，或者通過一個頻率子集發(fā)送信號，該信號可以是一個未調(diào)制的載波，或者帶有噪聲或者另一調(diào)諧信號的已調(diào)載波。最好以某種標(biāo)識信息調(diào)制該載波。如果位于其它小區(qū)區(qū)域中的測試單元在同一信號頻率與所述其它小區(qū)有連接，在與調(diào)諧基站正在發(fā)送的時刻相同的某一時刻，將會把該信號看成是干擾，從而接收機(jī)中的干擾電平將上升。該測試單元將有關(guān)連接質(zhì)量的測量結(jié)果通過其自身基站發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，后者將所引起的干擾強(qiáng)度通知給進(jìn)行頻率規(guī)劃的基站，因此基站推導(dǎo)出它可以使用該頻率/信道，還是考察下一頻率。
網(wǎng)絡(luò)最好控制整個調(diào)諧處理。用于控制的適當(dāng)網(wǎng)元是，例如基站控制器，它指令調(diào)諧基站發(fā)送干擾信號，在接收到所引起的干擾的測量結(jié)果之后，它分析調(diào)戲基站可以使用所述頻率/信道，還是在下一頻率上繼續(xù)測量。然后，它命令調(diào)諧基站按照分析結(jié)果工作。
優(yōu)選的測試單元是工作在網(wǎng)絡(luò)上的移動臺，這些移動臺在其它時間進(jìn)行移動電話系統(tǒng)所需的測量例程，以固定間隔向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送測量結(jié)果。調(diào)諧基站然后接收大量的干擾測量結(jié)果。以下行頻率組的形式選擇調(diào)諧基站所引起的對其它業(yè)務(wù)的干擾足夠低的頻率，前述下行頻率組可以包括一個頻率或多個頻率。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1示出了小區(qū)頻率規(guī)劃；圖2示出了使用已知方法時的問題情況；圖3示出了網(wǎng)絡(luò)中圖1的方法；以及圖4示出了該方法的框圖。
在圖3中，假定小區(qū)A是一個調(diào)諧基站，它必須選擇其自身的上行和下行頻率。假定其它小區(qū)使用后面提到的特定頻率，并且每個方向上有不同頻率，從而系統(tǒng)是一個頻分復(fù)用(FDD)或者頻分復(fù)用/時分復(fù)用(FDD/TDD)系統(tǒng)，而后者除了頻分方式外還采用時分方式，例如GSM系統(tǒng)。還假定為簡明起見，每個小區(qū)在上行方向和下行方向上僅使用一個頻率。這樣，小區(qū)G的基站BTS在小區(qū)區(qū)域中的移動臺頻率(下行頻率)上發(fā)送信息，并在頻率f2(上行頻率)上接收其調(diào)度。小區(qū)B所使用的相應(yīng)頻率是f3和f4，而小區(qū)F的頻率是f5和f6。其它小區(qū)的頻率未給出。
該方法借助圖3和4來描述?；続通過監(jiān)聽系統(tǒng)的上行頻率，即移動臺的發(fā)送來啟動調(diào)諧，但是卻不關(guān)心其信息內(nèi)容，而是僅考慮接收的信號功率。這是圖4中的階段1。在某些情況下，它可以僅監(jiān)聽系統(tǒng)上行頻率的一部分，但它也可以監(jiān)聽上行頻段的所有頻率。小區(qū)A的基站的接收機(jī)從發(fā)送頻段的一個頻率調(diào)諧到另一頻率，在每一頻率它測量接收的總功率，圖4中的階段4。
如果系統(tǒng)是FDD系統(tǒng)，則測量該頻率上接收的總功率。
如果系統(tǒng)是FDD/TDD系統(tǒng)，在需要時可以考察頻率是否被分成時隙，而僅測量總功率。因此，基站考慮了它選擇的上行頻率的所有時隙。也可以基于時隙完成測量。這要求網(wǎng)絡(luò)的基站彼此是同步的，或者幾乎同步，或者它們知道彼此的定時，從而每個基站知道其它基站的幀同步。因此，調(diào)諧基站可以恰好占用該幀的一部分時隙，而其它時隙由其它基站使用。當(dāng)然，基站也可以使用所有時隙。
因?yàn)樵跍y量過程中測量移動臺實(shí)時發(fā)送的功率，并且因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)密度按照小時和一周中的哪一天而變化，所以測量過程必須持續(xù)足夠長，使得通過平均結(jié)果可以得到足夠可靠的上行頻率功率圖。這意味著測量處理可以持續(xù)數(shù)小時，甚至數(shù)天，盡管單個測量過程可以較短。另一方面，如果單個測量是較短的脈沖串，則它們可以循環(huán)發(fā)送數(shù)小時，根據(jù)籍此得到的材料作出決定。脈沖串的使用也使得它們可以在短時間內(nèi)，例如僅數(shù)分鐘內(nèi)依次發(fā)送，然后選擇某個頻率使用。在短時間之后，例如在半小時之后，進(jìn)行新的短持續(xù)時間測量，這些測量給出的結(jié)果將表明應(yīng)該如何行動。這使得能夠非常迅速地對網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的業(yè)務(wù)密度變化作出反應(yīng)。
如果基站進(jìn)行重調(diào)諧，并且已為它選擇了特定發(fā)送/接收頻率，則除了正在使用的測量頻率之外，所有其它接收頻率都可用于移動臺連接，基站的所有發(fā)送頻率也可以以正常方式使用。這意味著測量很難干擾基站和與該基站有業(yè)務(wù)連接的移動臺的操作。基站也可以使用不同的測試發(fā)送機(jī)/接收機(jī)。
如果測量了所有上行頻率功率，則選擇其接收總功率盡可能低的頻率作為上行頻率，圖4階段6。
參看圖3所示例子，基站A的測量包括小區(qū)G的接收頻率f2的總功率，小區(qū)B的接收頻率f4的總功率以及小區(qū)F的接收頻率f6的總功率。因此，這些頻率是小區(qū)中移動臺在基站方向的發(fā)送上使用的頻率，這些移動臺在這些小區(qū)中以數(shù)字31、32和33表示，功率是調(diào)諧基站測量的這些頻率上的長期平均。顯然，移動臺和調(diào)諧基站之間的距離越長，它們對測得的長期功率值的影響就越小。這樣，在基站A以值大小排列它測得的所有信號頻率的功率之后，通過考察該列表，如果基站選擇例如頻率f2作為其上行頻率，那么它會發(fā)現(xiàn)基站A所測得的該頻率的中功率已經(jīng)下降到不會引起超過小區(qū)A基站的允許干擾電平的程度。該頻率還用于小區(qū)G中的上行頻率，而基站A不能區(qū)分不同的頻率源。該上行頻率當(dāng)然可以通過任何條件選出，例如可以選擇對應(yīng)于測得的最低信號功率的頻率?；続可以從列表中發(fā)現(xiàn)從信號頻率f4測得的功率非常高，如果基站選擇它作為其上行頻率，則干擾電平將超過基站所允許的值。這樣，不會選擇該頻率。小區(qū)F所用頻率f6也會有相同結(jié)果，直接相鄰的小區(qū)的所有頻率也一樣。頻率f4與小區(qū)B中移動臺33所用上行頻率相同。但是，基站不知道這一點(diǎn)，因?yàn)樗鼰o法區(qū)分不同的頻率源。
如果按照圖3的蜂窩系統(tǒng)是TDM系統(tǒng)，則按照本發(fā)明的方法使得可以僅選擇待選上行頻率中的特定時隙，因而在時間上，調(diào)諧基站僅使用所選頻率的一部分，而將其余部分留給了其它基站。眾所周知，在時分系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)信道由頻率和時隙組成，從而將載波分成了多個時隙，N個連續(xù)時隙組成了一個幀。因此，N個移動臺可以同時使用同一載波。按照本發(fā)明，長期的中功率測量也可以基于時隙進(jìn)行，從而選出的上行頻率僅可以使用特定的幾個時隙，而其余時隙留給了其它基站。在調(diào)諧小區(qū)中假定的業(yè)務(wù)密度較小時，這尤其有利?；跁r隙的測量需要基站間的同步。
在選擇上行頻率之后，小區(qū)A的調(diào)諧基站選擇一個下行頻率，它必須保證不會引起對其它小區(qū)中工作的移動臺太大干擾。
下行頻率的選擇方式是調(diào)諧基站在系統(tǒng)基站的所有載頻或者發(fā)送頻帶的子集上發(fā)送干擾信號，圖4階段2。在頻分系統(tǒng)中連續(xù)發(fā)送調(diào)諧信號，而在時分系統(tǒng)中，如果希望使用整個載波，則調(diào)諧信號可以連續(xù)發(fā)送，也可以僅在幀的某些時隙中發(fā)送調(diào)諧信號。
如果連續(xù)發(fā)送調(diào)諧信號，則發(fā)送首先以較低功率開始，然后其值上升到與事先計算的調(diào)諧小區(qū)最大發(fā)送功率相等的值。
如果在時隙中發(fā)送調(diào)諧信號，在上升和下降期間的信號包絡(luò)將呈現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)范中確定的形狀，例如GSM系統(tǒng)中的cos2曲線。然后可以在非常低的功率和最大功率之間選擇任意的脈沖串最大功率，通過在考察的幀時隙，即信道中選擇發(fā)送功率，例如從一個時隙到另一時隙有意地變化，可以得到其它小區(qū)中干擾效應(yīng)的許多信息。例如，調(diào)諧信號可以在兩個時間值之間變化。時隙中發(fā)送的調(diào)諧信號也允許進(jìn)行持續(xù)時間非常短的測量。例如，測量可以僅持續(xù)一幀，在GSM中為4.615ms或者幾幀或持續(xù)6.12秒的復(fù)幀。如果功率基于時隙測量，則可以僅在某些時隙中發(fā)送調(diào)諧脈沖串。
在接收機(jī)中引起干擾的調(diào)諧信號可以是一個純未調(diào)制信號，它也可以調(diào)制了噪聲或者某種可識別信息。在數(shù)字系統(tǒng)中，調(diào)諧脈沖串中可以發(fā)送某種適當(dāng)?shù)目勺R別位模式。在脈沖串中發(fā)送以某種方式表明調(diào)諧基站身份的標(biāo)識時，這尤其有利。在其它小區(qū)中，接收機(jī)解碼調(diào)諧信息，不僅向網(wǎng)絡(luò)報告干擾效應(yīng)，而且還報告該干擾的源。前圖所描述的調(diào)諧信號的功率變化可以用于相同目的。通過以特定方式，例如按照正方形波形變化功率，可以容易地識別引起干擾的基站。如果需要識別的干擾較快，則可以使用較短的調(diào)諧周期例如，調(diào)諧信號脈沖串每隔10分鐘發(fā)送10毫秒。因此，快干擾可以通過接收機(jī)中的編碼糾正，從而不會損傷其操作。
可能的過程是，測量接收機(jī)位于某個小區(qū)，該小區(qū)的基站與處于基站發(fā)送頻率的接收機(jī)相連。如果測量接收機(jī)除了服務(wù)基站信號之外，還接收調(diào)諧基站所發(fā)送的同一頻率信號，則會在接收中引起干擾接收機(jī)干擾電平將正比于調(diào)諧信號強(qiáng)度上升。接收機(jī)完成與信號質(zhì)量相關(guān)的測量，將測量結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)。如果數(shù)量足夠多的小區(qū)在其使用的下行頻率上進(jìn)行這種測量，則能夠發(fā)現(xiàn)每個頻率上引起的干擾。網(wǎng)絡(luò)將該信息轉(zhuǎn)發(fā)給基站，圖4中階段3，基站根據(jù)該信息選擇通過測量發(fā)現(xiàn)的對其它業(yè)務(wù)引起的干擾最小的下行頻率，圖4階段7。
但是，并不需要在所有時間都發(fā)送測量結(jié)果。例如，可以僅在移動臺清晰地識別出某個基站引起的干擾(因?yàn)榭赡苡幸鸶蓴_值上升的某種其它原因)，或者如果在移動臺接收中出現(xiàn)了干擾，則僅在網(wǎng)絡(luò)通知移動臺開始調(diào)諧測量并命令它們發(fā)送測量結(jié)果時才需要發(fā)送測量結(jié)果。移動臺可以在通常的業(yè)務(wù)信道上采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)制，例如為此占用業(yè)務(wù)脈沖串的某些比特，來發(fā)送測量結(jié)果。
按照一種優(yōu)選實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)整個調(diào)諧處理?；究刂破魇浅袚?dān)此任務(wù)的適當(dāng)?shù)木W(wǎng)元。因此，基站控制器啟動單個基站的調(diào)諧處理，接收測量結(jié)果并向基站報告它必須使用哪些頻率或信道(頻率/時隙)。
實(shí)際上，上述單獨(dú)的測量接收機(jī)的使用較為困難且緩慢，實(shí)際上最好將工作在網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時移動臺作為測量接收機(jī)使用。在所有蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，移動臺不斷進(jìn)行與信號質(zhì)量相關(guān)的不同測量，它們向網(wǎng)絡(luò)周期報告測量結(jié)果。例如，在GSM系統(tǒng)中，移動臺在每秒發(fā)送兩次測量報告。如果調(diào)諧基站在不同頻率上發(fā)送調(diào)諧信號，則在這些頻率上從其基站接收信息的移動臺的接收將受到干擾，而它們將向網(wǎng)絡(luò)報告該接收的結(jié)果。這樣，網(wǎng)絡(luò)同時得到調(diào)諧基站所發(fā)送的信號引起的干擾的大量信息。如果進(jìn)行了足夠多數(shù)量的測量，則得到足夠的統(tǒng)計信息，能夠推導(dǎo)出調(diào)諧基站的哪個下行頻率上引起的對其它小區(qū)業(yè)務(wù)的干擾最小。調(diào)諧信號可以是恒定的，但是使用持續(xù)數(shù)微秒的短脈沖串非常有利，因?yàn)樵谝苿优_接收中，這些短脈沖串所引起的干擾可以通過信道解碼糾正。
借助圖3進(jìn)一步說明以上描述。小區(qū)A中的調(diào)諧基站在小區(qū)G、B和F的下行頻率f1、f3和f5上發(fā)送一個調(diào)諧信號。工作在這些小區(qū)中的移動臺的業(yè)務(wù)信道的下行方向信息由參考數(shù)字31、33和32一起表明，它相應(yīng)在頻率f1、f3和f5上轉(zhuǎn)發(fā)。在其接收中，每個移動臺將調(diào)諧基站在相同頻率發(fā)送的信號看成是干擾，它存儲在描述移動臺正在測量的連接質(zhì)量的參數(shù)中。移動臺發(fā)送該信息給網(wǎng)絡(luò)中的基站控制器(該圖中未示出)，后者將它引起的干擾大小信息通知給調(diào)諧基站。如果調(diào)諧基站的干擾非常大，導(dǎo)致某個移動臺的連接可能會被中斷，則網(wǎng)絡(luò)暫時中斷測試，改變調(diào)諧頻率或信道，圖4階段4。
如果在一天中的不同小時進(jìn)行多個調(diào)諧測試，則能夠得到每個頻率的使用所引起的對其它業(yè)務(wù)的平均干擾。該干擾與閾值比較。如果特定頻率上引起的干擾非常高，則調(diào)諧基站不再使用該頻率。如果沒有發(fā)現(xiàn)對其它小區(qū)基站所服務(wù)的移動臺的接收引起的干擾足夠低的頻率，則中斷調(diào)諧或者接受較大的干擾，改變閾值，重新開始搜索。在后一種情況下，可以向基站控制器轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)當(dāng)減小網(wǎng)絡(luò)的最大負(fù)荷值的信息。在GSM網(wǎng)絡(luò)中，這例如通過許可控制過程完成。
在完成測量時，調(diào)諧小區(qū)A的基站，使用對其它業(yè)務(wù)干擾足夠小的發(fā)送頻率。讓我們假定這種頻率是小區(qū)G的下行頻率f1。在應(yīng)用按照本發(fā)明的方法之后，已將基站調(diào)諧到使用與小區(qū)G相同的頻率。
前面沒有考慮上行和下行頻率彼此的反應(yīng)。在大多數(shù)系統(tǒng)中，頻率是成對的，從而特定接收頻帶頻率對應(yīng)于特定發(fā)送頻帶頻率，因而頻率差總是相同的。如果在這種系統(tǒng)中應(yīng)用本方法，則需要進(jìn)行以下處理a)從不同上行頻率接收的功率以前述方式測量，頻率以測得的質(zhì)量為序排列；b)選擇對應(yīng)于最佳上行頻率的頻率對作為下行方向中的調(diào)諧信號頻率；c)以上述方式考察移動臺的接收中調(diào)諧信號的影響；
d)如果影響可以接受，則基站開始使用該頻率對；e)搜索完成，或者從質(zhì)量列表中刪去選擇的上行和下行頻率，下一步是項(xiàng)b，以發(fā)現(xiàn)下一頻率對；f)如果影響不可接受，則選擇對應(yīng)于次佳上行頻率的頻率對作為下行方向中的調(diào)諧信號頻率，研究其影響，進(jìn)行按照項(xiàng)c、d和e的步驟等；g)如果沒有發(fā)現(xiàn)合適的頻率對，則中斷基站的調(diào)諧，或增加可接受干擾的限制，從項(xiàng)a開始再次啟動搜索。
通過該過程可以為基站選擇任何所需數(shù)量的頻率對。
網(wǎng)絡(luò)中的所有基站可以通過按照本發(fā)明的方法調(diào)諧，調(diào)諧可以是連續(xù)的處理，以適當(dāng)間隔或者特定次序進(jìn)行的處理。從本發(fā)明角度看，誰給出順序并不重要。讓網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)整個調(diào)諧處理是有利的，因此基站完成上行功率測量，在網(wǎng)絡(luò)控制下發(fā)送調(diào)諧信號，并調(diào)諧以使用網(wǎng)絡(luò)所指明的頻率，基站也可以獨(dú)立啟動調(diào)諧。在所有情況下，網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)變化，基站使用的頻率使得它們在上行方向上接收的干擾盡可能小，而它們在下行方向上引起的對其它小區(qū)中業(yè)務(wù)的干擾盡可能小。
如果基站已調(diào)諧，則網(wǎng)絡(luò)或基站開始搜集正常業(yè)務(wù)干擾的信息。如果因?yàn)樾禄镜陌惭b或者其它原因，使得選擇的頻率不再合適，則基站可以通過按照本發(fā)明的方法調(diào)諧到新頻率。如果系統(tǒng)是時分系統(tǒng)，則調(diào)諧幾乎不會妨礙其它業(yè)務(wù)，因?yàn)槟承r隙可以轉(zhuǎn)發(fā)正常業(yè)務(wù)，而其它時隙用于上行和下行測量。在純頻分系統(tǒng)中，除了調(diào)諧頻率之外，其它頻率當(dāng)然可用。
以上描述主要研究了一次一個頻率。眾所周知，時分移動網(wǎng)使用頻率躍變，其中業(yè)務(wù)信道的頻率/時隙對按照某個預(yù)定頻率躍變模式變化。所提出的方法可以在通過測量已知不同頻率和不同時隙上引起的干擾的情況下，或者已知上行方向所接收的功率的情況下，選擇最佳的可能頻率躍變模式。相反地，它可以調(diào)諧，僅考察所需頻率躍變模式，選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ?，使得該模式的使用能夠使引起的干擾或者接收功率低到可以接受的程度。
所描述方法的采用可以大大減少頻率規(guī)劃中所需的工作?；究梢匀菀椎卦黾拥骄W(wǎng)絡(luò)中，它們獨(dú)立地搜索特定頻率或信道，這些頻率和信道的使用使它們與其它小區(qū)的干擾盡可能小。因此，新基站的增加不需要任何新的頻率規(guī)劃。此外，在調(diào)諧階段，正常使用的基站操作不需要中斷。在選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)諧信號以供搜索下行頻率時使用時，調(diào)諧根本不會妨礙網(wǎng)絡(luò)中的正常操作，因?yàn)橥ㄟ^與移動臺連接的基站的功率調(diào)整，可以補(bǔ)償該移動臺接收中的干擾值的任何增加。如果調(diào)諧信號持續(xù)時間較短，即如果發(fā)送脈沖串，則可能會被毀壞的任何信息可以借助糾錯予以替換。上行頻率的選擇僅基于不同頻率上接收的總功率的測量決定，而下行頻率的選擇基于選擇的條件決定，這些條件可以是誤碼率(BER)、相對干擾值C/I和幀差錯率(FER)，或者檢測到干擾值的變化或出現(xiàn)在不同信道中的其它測得的質(zhì)量/功率的變化。為此，本發(fā)明可以通過簡單而有利的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1．一種選擇在包括多個基站的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中調(diào)諧基站無線頻率的方法，為每個前述基站設(shè)定一個發(fā)送頻率集和一個接收頻率集，其中在基站和移動臺之間的業(yè)務(wù)連接中，基站在分配的接收頻率上接收，在分配的發(fā)送頻率上發(fā)送，其特征在于，為了選擇基站使用的接收頻率集測量網(wǎng)絡(luò)使用的接收頻率中至少一部分頻率上接收的信號的平均功率，選擇測量信號功率低到可以接受的程度的所需數(shù)量的頻率，作為基站的接收頻率集。
2．一種選擇在包括多個基站的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站無線頻率的方法，為每個前述基站設(shè)定一個發(fā)送頻率集和一個接收頻率集，其中在基站和移動臺之間的業(yè)務(wù)連接中，基站在分配的接收頻率上接收，在分配的發(fā)送頻率上發(fā)送，其特征在于，為了選擇基站使用的發(fā)送頻率集基站在網(wǎng)絡(luò)使用的發(fā)送頻率中至少一部分頻率上發(fā)送調(diào)諧信號，在至少一個接收機(jī)中觀察調(diào)諧信號所引起的平均干擾效應(yīng)，某個其它小區(qū)的基站與該接收機(jī)在同一個發(fā)送頻率上相連，選擇對其它小區(qū)的業(yè)務(wù)連接所引起的干擾效應(yīng)低到可以接受的程度的所需數(shù)量的頻率，作為基站的發(fā)送頻率集。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在每個接收頻率上測量若干次接收信號的功率，以找出長期平均信號功率，在每個發(fā)送頻率上，基站發(fā)送若干次調(diào)諧信號，以找出平均干擾效應(yīng)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，在時分蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，測量基站所接收的信號的平均功率，發(fā)送調(diào)諧信號而不關(guān)心時隙，因而在選擇的頻率上，發(fā)送和接收可以在任意幀時隙中進(jìn)行。
5．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，在時分網(wǎng)絡(luò)中，基于時隙發(fā)送調(diào)諧信號，因而在選擇的頻率上，僅在引起的干擾效應(yīng)小到可以接受程度的幀時隙中進(jìn)行發(fā)送。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在時分蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，基于時隙測量基站所接收信號的平均功率，從而在選擇的頻率上，僅在測得的信號功率低到可以接受程度的幀時隙中進(jìn)行接收。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，調(diào)諧信號僅在預(yù)定時隙中發(fā)送。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，調(diào)諧信號僅在特定數(shù)量的連續(xù)幀中發(fā)送。
9．根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于，從幀和時隙中選擇適當(dāng)?shù)念l率/時隙對，它們形成了頻率躍變序列。
10．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，時隙是預(yù)定頻率躍變序列的時隙，從而調(diào)諧信號頻率可以按照頻率躍變序列從一個時隙變化到另一時隙，從而在選擇的頻率上，僅在引起的干擾效應(yīng)低到可以接受程度的躍變序列中進(jìn)行發(fā)送。
11．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，時隙是預(yù)定頻率躍變序列的時隙，從而在選擇的頻率上，僅在測得的信號功率低到可以接受程度的躍變序列中進(jìn)行接收。
12．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，發(fā)送頻率觀察的選擇由工作在網(wǎng)絡(luò)中的移動臺的接收中基站所發(fā)送的調(diào)諧信號的效應(yīng)組成。
13．根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，如果接收頻率和發(fā)送頻率形成了彼此相距標(biāo)準(zhǔn)頻率距離的頻率對，則頻率對的形成必須使網(wǎng)絡(luò)中的基站在發(fā)送頻率上發(fā)送調(diào)諧信號，該發(fā)送頻率與屬于分配的接收頻率集的某個頻率形成了頻率對，如果調(diào)諧信號所引起的平均干擾效應(yīng)足夠低，則屬于該集合的接收頻率和發(fā)送的調(diào)諧信號的發(fā)送頻率可作為一頻率對被接受。
14．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，干擾效應(yīng)是干擾值的增加和/或誤碼率的增加。
15．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，調(diào)諧信號功率以預(yù)定方式變化。
16．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，調(diào)諧信號是噪聲。
17．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，調(diào)諧信號包含標(biāo)識該基站的信息。
全文摘要
自適應(yīng)地選擇蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站無線頻率,使得在選擇上行頻率時,基站在系統(tǒng)所用接收頻段的所有頻率或者某些頻率上測量該頻率上接收的信號的總功率是多少。選擇接收最低功率的頻率作為上行頻率。在選擇下行頻率時,在發(fā)送頻段的所有頻率或者某些頻率上發(fā)送調(diào)諧信號。位于其它小區(qū)區(qū)域中且工作在相同頻率的移動臺將調(diào)諧信號的效應(yīng)看作是干擾。調(diào)諧基站以使用基站本身對其它業(yè)務(wù)引起的干擾足夠低的下行頻率。
文檔編號H04W16/04GK1233381SQ97198873
公開日1999年10月27日 申請日期1997年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月27日
發(fā)明者詹尼·帕蘭坦寧, 奧斯卡·薩朗納赫 申請人:諾基亞電信公司