專利名稱：在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中覆蓋盲區(qū)的方法和實施該方法的無線電中繼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中覆蓋盲區(qū)的方法和實現(xiàn)這個方法的無線電中繼器。
在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中，固定的和移動的收發(fā)信站所處的環(huán)境中，都有一些例如由于地形或建筑物所造成的障礙物。
由于無線電傳播在不同程度上是定向的，在這些障礙物附近存在著無線電盲區(qū)，即無線電傳輸可能部分地被阻擋或由該環(huán)境的某種特性所吸收的區(qū)域，結(jié)果它們可能被大大地衰減了。
盲區(qū)也可能存在于該網(wǎng)絡(luò)固定站的發(fā)射機作用范圍的終點處。
因此，發(fā)送的信號可能已大大減弱。
已經(jīng)提出了解決這個問題的各種方案。
第一個解決方案是在盲區(qū)中使用一個無線電中繼器，它包括一個收發(fā)信機和裝有一個放大器的相關(guān)天線。該無線電接收機是一個寬帶接收機，即，它可接收和再發(fā)送在它所屬的無線電網(wǎng)絡(luò)中所使用的大部分頻譜。
其功能是在盲區(qū)接收無線電傳輸、放大它們，然后以不同的角度在相同的頻率上再發(fā)送它們。因此，它實際上是“透明”的，即它僅改變再發(fā)送信號的幅度。使用一個中繼器的優(yōu)點是它是自動的，不必用電纜連接到該中繼器。因此這個解決方案成本是低的。
但是，這個解決方案是不令人滿意的，因為出現(xiàn)類似于拉森效應(yīng)(larsen effect)的現(xiàn)象，特別是如果中繼器不是遠離它中繼的固定收發(fā)信站。拉森效應(yīng)是一種寄生振蕩，這種振蕩是在一個電聲系統(tǒng)的輸出比如來自揚聲器的聲音反過來影響其輸入端(通常是麥克風(fēng))時產(chǎn)生的，而產(chǎn)生的效應(yīng)是嘯叫聲。在無線電波的情況下，這種現(xiàn)象在發(fā)送的信號中產(chǎn)生干擾。
這個問題的一個解決方案是使用一個中繼器，它在把所接收的信號再發(fā)送之前，變換或轉(zhuǎn)變這些接收信號的頻率。這類的解決方案例如在專利申請GB-A-2253324中敘述了。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在蜂窩移動無線電系統(tǒng)的情況下這個解決方案還是不令人滿意，因為收發(fā)信基站不能確定是否已經(jīng)采用了頻率轉(zhuǎn)換，除非執(zhí)行變換頻率的設(shè)備是用在網(wǎng)孔之間的邊界上，這種方案硬件的費用很高。蜂窩移動無線電系統(tǒng)的另一個解決方案避免了這些問題。這個解決方案通過建立覆蓋盲區(qū)的附加網(wǎng)孔而增加網(wǎng)孔的數(shù)量，因而也就增加了收發(fā)信基站的數(shù)量。
這個解決方案是有效的，并且具有避免前面解決方案所發(fā)生問題的優(yōu)點。
但是它本身也有缺陷。
首先，從安裝的觀點看它很昂貴，因為不象無線電中繼器，蜂窩網(wǎng)絡(luò)收發(fā)信基站必須利用電纜連接到基站控制器和網(wǎng)絡(luò)操作與維護中心。
而且使其很復(fù)雜，蜂窩網(wǎng)絡(luò)收發(fā)信基站固有地是一個高費用的項目。
因此本發(fā)明的一個目的是在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中提供一種覆蓋盲區(qū)的方法，實現(xiàn)該方法不太昂貴但保證良好質(zhì)量的無線電信號，使得收發(fā)信基站可以確定所接收信號是否處在由中繼器頻率轉(zhuǎn)換所得到的頻率上，而不需要使用執(zhí)行變頻的設(shè)備。
為此本發(fā)明提出一種在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中覆蓋盲區(qū)的方法，該無線電系統(tǒng)包括多個網(wǎng)孔，每個網(wǎng)孔由一個收發(fā)信基站覆蓋，收發(fā)信基站適于在不同的基本頻率上發(fā)送和接收往返于所述網(wǎng)孔中的移動臺的無線電信號，每個盲區(qū)屬于所述網(wǎng)孔的一個網(wǎng)孔，一個無線電中繼器與每個所述的盲區(qū)相關(guān)，用于接收、放大和再發(fā)送往返于所述盲區(qū)中的移動臺的所述無線電信號，該中繼器適用于覆蓋從屬于網(wǎng)孔收發(fā)信基站所給定的一個盲區(qū)，所述的盲區(qū)是位于該網(wǎng)孔中的，所述的方法是這樣的由上述一個中繼器所接收的來自所述收發(fā)信基站并具有基本頻率的無線電信號又由所述中繼器按所謂變換頻率再發(fā)送到一個所述的移動臺，該變換頻率不同于所述基本頻率，它與基本頻率有著一種所謂變換關(guān)系，從所述收發(fā)信基站的控制裝置來說這是公知的(可執(zhí)行的)。
相反地，由一個所述的中繼器在變換的頻率上從一個所述移動臺接收的無線電信號由所述的中繼器在與所述轉(zhuǎn)換的頻率相關(guān)的基本頻率上再發(fā)送到所述收發(fā)信基站，每個網(wǎng)孔的廣播控制信道的頻率總是與每個所述中繼器的轉(zhuǎn)換的廣播控制信道相關(guān)。
所述方法的特征在于在一個網(wǎng)孔的盲區(qū)中的一個移動臺在由轉(zhuǎn)換的廣播控制信道傳遞的一個特別接入信道上發(fā)送一個接入請求無線電信號，以便建立與所述網(wǎng)孔的收發(fā)信基站的無線電連接，使得給它指定一條業(yè)務(wù)信道時，在收到所述接入請求之后，適于覆蓋所述盲區(qū)的中繼器在改變接入請求后在所述廣播控制信道上將它再發(fā)送到所述收發(fā)信基站，使得由所述收發(fā)信基站將所述改變的接入請求再發(fā)送到的所述控制裝置能夠確定所述移動臺是在一個盲區(qū)中，并能夠推導(dǎo)出轉(zhuǎn)換律以便獲得與那個盲區(qū)相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率，使得由所述控制裝置發(fā)送的和適用于通知所述移動臺它必須使用哪個業(yè)務(wù)信道及哪個頻率發(fā)送與接收的信號包含所述轉(zhuǎn)換頻率而不是相關(guān)的基本頻率。
由于再發(fā)送的頻率經(jīng)過頻率轉(zhuǎn)換，所以無線電中繼器通常遇到的拉森效應(yīng)型的現(xiàn)象不會發(fā)生。
本發(fā)明的中繼器有幾個功能。其第一個功能是轉(zhuǎn)換接收的頻率和第二個功能是改變接收的接入請求。這些功能比由常規(guī)收發(fā)信基站實現(xiàn)的功能簡單得多，但是在本發(fā)明的方法中使用的中繼器的硬件成本雖然比常規(guī)的中繼器的費用高，而比收發(fā)信基站的費用少得多。
該中繼器從移動臺接收由后者發(fā)送的接入請求好象它與收發(fā)信基站相鄰似的，即相對于收發(fā)信基站為零定時超前，該中繼器再發(fā)送相應(yīng)的改變的接入請求，該接入請求具有相應(yīng)于它與移動臺之間的距離的所謂部分定時超前，以致此后由收發(fā)信基站到移動臺所表示的和由后者用于隨后傳輸?shù)绞瞻l(fā)信基站的定時超前等于部分定時超前和相應(yīng)于該中繼器與收發(fā)信基站之間的距離的定時超前之和。
用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的中繼器的第三個功能是確定基本的定時超前。這個功能也使接入請求能被正確地解碼，這在上面所提到的特別情況中改變它們是必要的。
使中繼器能以非零定時超前再發(fā)送改變接入請求到相關(guān)的收發(fā)信基站是很大的優(yōu)點。這樣，收發(fā)信基站可以直接地確定該移動臺必須使用的總定時超前。
此外，如果在有一個盲區(qū)的網(wǎng)孔中使用了跳頻并且如果覆蓋這個盲區(qū)的中繼器使用比該網(wǎng)孔的收發(fā)信基站更少的頻率，則指定用于盲區(qū)中移動臺的業(yè)務(wù)信道或者由一些其每個頻率都具有一個相關(guān)轉(zhuǎn)換頻率的基本頻率或者由無跳頻的信道傳遞。
因此在本發(fā)明方法中的中繼器的第四個功能是應(yīng)用跳頻。
同一個給定廣播控制信道的所有轉(zhuǎn)換的廣播控制信道最好保持在(存入)控制裝置的存儲器中。
為了避免干擾，轉(zhuǎn)換頻率的選擇要使得相鄰盲區(qū)都使用那些分開的轉(zhuǎn)換頻率組，以便確定盲區(qū)的類別，一個盲區(qū)類別包括所有使用同一轉(zhuǎn)換頻率組的盲區(qū)，并且由不同于代表其它盲區(qū)類別的轉(zhuǎn)換律表示。
如果利用所謂的重復(fù)律在網(wǎng)孔中使用了跳頻，則跳頻也可用在這個網(wǎng)孔內(nèi)的盲區(qū)中，由覆蓋這些盲區(qū)的中繼器所使用的重復(fù)率與該網(wǎng)孔的收發(fā)信基站所使用的重復(fù)率或者相同或者不同，但是，由廣播控制信道傳遞的信令信道總是無跳頻的信道。
于是控制裝置可從改變的接入請求推導(dǎo)出盲區(qū)類別。
如果蜂窩移動無線電系統(tǒng)使用時分多址，則接入請求可通過改變信道進行改變，例如該中繼器在所謂的改變的接入信道上再發(fā)送接入請求，改變的接入信道的時間位置不同于該接入信道，該控制裝置知道改變的接入信道是專門用于再傳輸從預(yù)定類別的盲區(qū)中的移動臺來的接入請求。
這個解決方案特別容易實現(xiàn)。
在這種情況下，下行信道，即從收發(fā)信基站到移動臺方向的信道與改變的接入信道相配合極有利地或者不用于業(yè)務(wù)或用于中繼器的控制與監(jiān)視。
如果通過覆蓋那個盲區(qū)的中繼器接入收發(fā)信基站的盲區(qū)中的移動臺必須直接地接入該基站，那個盲區(qū)是位于該基站的覆蓋區(qū)中，則進行轉(zhuǎn)接過程。
如果或直接地或通過覆蓋第一盲區(qū)的中繼器而接入收發(fā)信基站的移動臺必須接入第二盲區(qū)的中繼器，則收發(fā)信基站把與這個第二盲區(qū)相關(guān)的轉(zhuǎn)換廣播控制信道通知控制裝置，而該控制裝置由此可推導(dǎo)出所要求的轉(zhuǎn)換律以獲得與第二盲區(qū)相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率，使得由控制裝置發(fā)送以告訴移動臺它必須使用哪個業(yè)務(wù)信道和哪個頻率進行發(fā)送和接收的信號包含第二盲區(qū)的中繼器使用的轉(zhuǎn)換頻率而不是相關(guān)的基本頻率。
在本發(fā)明的有利的實施例中，收發(fā)信基站在存儲器中存有所有的與其廣播控制信道有關(guān)的、利用轉(zhuǎn)換律轉(zhuǎn)換的廣播控制信道。
如果該無線電系統(tǒng)使用跳頻，則該轉(zhuǎn)換律最好是一個單調(diào)遞增函數(shù)。
最后，由每個中繼器使用的轉(zhuǎn)換律是由網(wǎng)絡(luò)操作與維護裝置提供給它的，這個轉(zhuǎn)換律是可改變的。
本發(fā)明還涉及實現(xiàn)如上面說明的方法所用的中繼器。
這個中繼器可包括至少一個收發(fā)信機，至少一個與所述收發(fā)信機相連的天線，用于變換從所述移動臺或所述收發(fā)信基站接收的信號頻率的裝置，用于應(yīng)用跳頻的裝置，用于確定相應(yīng)于它與移動臺之間的距離的定時超前的裝置，用于改變從所述移動臺來的接入請求的裝置，用于通過無線電執(zhí)行從網(wǎng)絡(luò)操作與維護裝置來的其操作和維護的裝置。
本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將在下面對本發(fā)明方法及對采用該方法的完全是說明性質(zhì)的非限定性實施例所作的描述中顯示出來。
在附圖中

圖1是表示蜂窩移動無線電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)圖，這個網(wǎng)孔包括由本發(fā)明的方法覆蓋的盲區(qū)，圖2表示本發(fā)明的中繼器實際上怎樣才能裝在盲區(qū)中，圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的方法在傳輸信號而不是接入請求或消息的情況下，中繼器的工作方框圖，圖4表示使用本發(fā)明的方法移動臺接入圖1網(wǎng)孔的收發(fā)信基站時的一些交換的信號，圖5是表示適用于本發(fā)明方法的下行方向的各種無線電傳輸信道的一個可能的(定時)結(jié)構(gòu)圖。
在所有這些圖中共同的部件都是以相同的參考號標明。
為了清楚起見，在本說明書的剩下部分中，本發(fā)明的方法通過特定的例子敘述，當然該例子完全是以說明的方式給出的。
這個例子涉及本發(fā)明的方法應(yīng)用到GSM型蜂窩移動無線電系統(tǒng)。圖1表示一個“傘形”網(wǎng)孔CP，它的一般特性在GSM系統(tǒng)中是通用的它覆蓋一個大致是園形的地區(qū)，在它的中心有一個收發(fā)信基站BTSP，它包括帶有發(fā)送與接收天線A的無線電收發(fā)信機，收發(fā)信基站BTSP可在稱為基本頻率的幾個獨立的頻率上發(fā)送無線電信號，這些頻率是在該網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成時，按這樣的方式指定給它的在網(wǎng)孔CP和相鄰的網(wǎng)孔(未示出)之間沒有干擾，用于發(fā)送的(在下行方向)每個頻率僅僅與用于接收(在上行方向)的一個獨立的頻率相關(guān);從方案規(guī)劃的觀點看，網(wǎng)孔CP與號碼有關(guān)，每個號碼代表一對頻率，即，一個上行頻率和一個下行頻率。
在網(wǎng)孔CP中對無線電波來說有各種障礙(未示出)，這些障礙產(chǎn)生了盲區(qū)Z1、Z2、Z3。例如在每個盲區(qū)Z1、Z2、Z3的中心處安裝各自的無線電中繼器R1、R2、R3。每個中繼器的無線電覆蓋用一個園圈表示。
圖2是盲區(qū)現(xiàn)象的簡化表示圖中表示出了收發(fā)信基站BTSP，其天線A裝在鐵塔M上，一個障礙物O，在其頂上放置了中繼器R1，它包括用于發(fā)送和接收往返于收發(fā)信基站BTSP的信號的一個天線A1，和一個天線 ，用于分別發(fā)送和接收往返于裝備了收發(fā)信機的移動臺的無線電信號，而特別是位于由障礙物O造成的盲區(qū)Z1(圖2中的陰影)中的這樣一個移動臺MS。
假定四個發(fā)送頻率fP1、fP2、fP3和fP4是與該收發(fā)信基站相關(guān)的。相應(yīng)的接收頻率以相同的數(shù)字字母符號表示但“加一撇號”。網(wǎng)孔CP的廣播控制信道的頻率是頻率fP1。
下面敘述在接入過程期間由移動臺發(fā)送無線電信號而不是接入請求的情況下在盲區(qū)Z1中收發(fā)信基站BTSP與移動臺MS之間的無線電信號的交換。
例如，如果收發(fā)信基站BTSP在頻率fP2上發(fā)送一個無線電信號到在盲區(qū)Z1中的移動臺MS，它由天線 接收，然后由中繼器R1的接收機RR12(見圖3)接收。在把這個信號再發(fā)送到移動臺MS之前，中繼器R1轉(zhuǎn)換它的頻率。這個操作在圖3中以方框T示意地表示。
然后這個信號由中繼器R1的發(fā)射機ER12和天線 在與頻率fP2相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率fR12上再發(fā)送到移動臺MS。
為了避免共信道干擾，頻率fR12是與頻率fP2和與收發(fā)信基站BTSP相關(guān)的所有其它頻率及與收發(fā)信基站BTSP相關(guān)的所有轉(zhuǎn)換頻率分開的。同樣的理由，在使用本發(fā)明方法構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)期間，為每個盲區(qū)所選的轉(zhuǎn)換頻率使得與其它盲區(qū)相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率和相鄰于網(wǎng)孔CP的網(wǎng)孔的轉(zhuǎn)換頻率要足夠地遠離。
該轉(zhuǎn)換可用所謂的轉(zhuǎn)換律示意地表示，收發(fā)信基站BTSP的每個基本頻率或者與至少一個轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)(特殊情況將在后面敘述，在這種情況下一個基本頻率與一個以上的轉(zhuǎn)換頻率相關(guān))或者不與任何轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)。而且，對于所有的轉(zhuǎn)換頻率來講，一個轉(zhuǎn)換頻率的值與相關(guān)基本頻率的值之間的差不必是相同的。
當發(fā)送頻率與一個轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)時，相應(yīng)的接收頻率也與一個轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)。
而且，由于它傳遞信令信道，廣播控制信道的頻率自然地必須總是與一個轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)。在這個例子中這個轉(zhuǎn)換的頻率是頻率fR11。
下面的敘述涉及一個基本頻率與至多一個轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)的情況。
當接收機R′R12經(jīng)過天線 在頻率f′R12上接收從移動臺MS來的信號時，中繼器R1應(yīng)用交換(反)的轉(zhuǎn)換律，這個操作以圖3中的方框T-1示意地表示。然后它利用發(fā)射機E′R12和天線A1在頻率f′P2上再發(fā)送這個信號到收發(fā)信基站BTSP。
為了避免在現(xiàn)有技術(shù)中遇到的問題，該移動臺必須只使用轉(zhuǎn)換的頻率發(fā)送和接收。
到此為止的敘述適用于或者是在用于業(yè)務(wù)的廣播信道上或者是在其它的頻率上發(fā)送和接收所有的信號而不是接入請求。
所用轉(zhuǎn)換律(不必所有的中繼器使用相同的轉(zhuǎn)換律，在一些情況下這甚至是不希望的，其原因在下面說明)可在網(wǎng)絡(luò)安裝時一次性地確定。但是，由于靈活性和適用于變化呼叫話務(wù)量密度的明顯理由，最好對這些轉(zhuǎn)換律的隨后的改變作出規(guī)定。
例如，轉(zhuǎn)換律可由網(wǎng)絡(luò)操作與維護中心最好是無線電發(fā)送到各個中繼器。
在GSM系統(tǒng)中，每個收發(fā)信基站是由基站控制器控制?；究刂破鞅仨氃诖鎯ζ髦写嬗修D(zhuǎn)換律。
下面參見圖3和4敘述接入過程。在這個意義上，接入過程是在移動臺加電以后第一次試圖接入該網(wǎng)絡(luò)時執(zhí)行的過程，即在它嘗試通過無線電連接到該網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)信基站，首先發(fā)送和接收呼叫。
通常，在GSM類型的網(wǎng)絡(luò)中，每個收發(fā)信基站在廣播控制信道BCCH上發(fā)送一個信令信道。由于這類的網(wǎng)絡(luò)使用時分多址，這個信令信道總是由收發(fā)信基站在每幀的第一時隙TSO中發(fā)送。
當移動臺試圖接入收發(fā)信基站時，它在TSO中發(fā)送有關(guān)上行廣播控制信道(稱為隨機存取信道-RACH)的接入請求(隨機接入-RA)信號。
在接收接入請求RA時，基站控制器BSC通過該收發(fā)信基站的媒介給該移動臺指定一個業(yè)務(wù)信道，即一對頻率(或者如果使用跳頻時為幾對)和特定的時隙。它還確定定時超前，該移動臺必須發(fā)送信號以這個定時超前供移動臺和收發(fā)信基站之間的電磁波的傳播時間之用。
對于在盲區(qū)Z1中的移動臺MS，從收發(fā)信基站BTSP來的、由中繼器R1的接收機RR11通過天線 接收的信令信道(圖4中的BCCH)由該中繼器R1的發(fā)射機ER11和天線 在廣播控制信道fP1的轉(zhuǎn)換頻率fR11上再發(fā)送到該盲區(qū)Z1中的所有移動臺。該移動臺MS接收頻率fR11并將這個頻率當作下行廣播控制信道;由此推導(dǎo)出上行廣播控制信道f′P1的轉(zhuǎn)換頻率f′R11。
為了接入收發(fā)信基站BTSP，于是該移動臺在頻率f′R11(見圖4)時隙TSO中發(fā)送一個接入請求RA。
根據(jù)本發(fā)明，不是在上行廣播控制信道f′P1上再發(fā)送這個接入請求，該中繼器R1改變該接入請求，然后再發(fā)送改變的接入請求 到收發(fā)信基站BTSP。
接入請求的改變告訴收發(fā)信基站BTSP并且因此告訴其基站控制器BSC該接入請求是來自盲區(qū)中的一個移動臺。在有必要時它也指示該移動臺MS所在盲區(qū)所屬的類別。
一種盲區(qū)的類別包括，在相同(同一)網(wǎng)孔內(nèi)使用相同轉(zhuǎn)換頻率組的所有盲區(qū)，在相同網(wǎng)孔內(nèi)存在著一個以上的盲區(qū)。如已經(jīng)敘述的，轉(zhuǎn)換的頻率必須以這樣的方式分配相接近的盲區(qū)不使用相同的頻率。但是，為了更好地使用頻譜，可能有一個以上的盲區(qū)使用相同的頻率組，假定這些頻率足夠地遠離。在這個例子中，盲區(qū)Z1和Z3是同一類別的，而盲區(qū)Z2是不同類別的。
為了使用分開的轉(zhuǎn)換頻率組，每個盲區(qū)類別可用不同的轉(zhuǎn)換律表示。
如果改變的接入請求 告訴基站控制器BSC該移動臺MS是在一個盲區(qū)中和適合于這個盲區(qū)的類別以及相關(guān)的轉(zhuǎn)換律，則基站控制器BSC利用由收發(fā)信基站BTSP發(fā)送的立即指定(IA)消息給該移動臺MS指定一條信道，即一個頻度(如果使用跳頻時為幾個頻率)和一個特別的時隙，如此通信的一個頻率或幾個頻率(fR11，fR12)是頻率(fP1，fP2)的轉(zhuǎn)換頻率，如果它已在盲區(qū)Z1之外，就應(yīng)該早已通知它了。一旦它知道這些下行頻率時，移動臺MS可推導(dǎo)出上行頻率。
接入過程的剩余部分完全是常規(guī)的。
正如已經(jīng)講述的，根據(jù)本發(fā)明移動臺MS必須只使用轉(zhuǎn)換頻率。如果使用常規(guī)的接入過程，則消息IA不僅包含轉(zhuǎn)換頻率而且包括收發(fā)信基站的相關(guān)基本頻率(fP1，fP2)，因此這是不合適的。
在這里僅僅通過示意性的例子而敘述的具體應(yīng)用中，由中繼器R1執(zhí)行的接入請求RA的改變不是在時隙TSO重發(fā)送接入請求RA，而是要求在廣播控制信道的頻率f′P1在稱為改變的接入信道的另一個信道上再發(fā)送它。
當然，改變的接入信道不僅收發(fā)信基站BTSP必須知道而且基站控制器BSC也知道，以致基站控制器預(yù)定在這個改變的接入信道上接收從盲區(qū)的移動臺來的接入請求。該改變的接入信道只能用于發(fā)送改變的接入請求。
下面參見圖5敘述在具有八個SDCCH(獨立的專用控制信道)的一幀中業(yè)務(wù)信道和接入信道的一個可能的結(jié)構(gòu)。
具有八個SDCCH的常規(guī)幀在由作者出版的、M.MOULY和M.B.PAUTET的文章“移動通信的GSM系統(tǒng)”第204和205頁中作了詳細敘述。
在這個結(jié)構(gòu)中，時間是以螺旋形的形式表示，根據(jù)時分多址原理每個方框代表一個時隙。這些時隙分組為8的循環(huán)，每幀包括102個這樣的循環(huán)。
在此幀的最簡單的形式中，一個信道相應(yīng)于重復(fù)每八個時隙的一個時隙。另一方面，在具有八個SDCCH的幀中，一個給定信道包括八個子信道，每個子信道稱為SDCCH并且相應(yīng)于一個四時隙組，在四個連續(xù)的循環(huán)上每個8的循環(huán)有一個子信道，位于與循環(huán)起點相應(yīng)的相同時間位置，而且每51個循環(huán)重復(fù)一次。
在圖5中只表示下行幀，SDCCH標記為SDCCH 0至SDCCH 7，為了清楚地敘述，在下面不討論除了SDCCH之外的子信道的使用，而且將SDCCH的一個時隙與下一時隙分開的七個時隙未表示出。
根據(jù)本發(fā)明，八個SDCCH中的四個是用于業(yè)務(wù)的，例如SDCCH0，SDCCH 2，SDCCH 4和SDCCH 6;其它四個SDCCH稱為專用的SDCCH，用于改變的接入信道SDCCH 1，SDCCH 3，SDCCH 5和SDCCH 7。
如果有四個盲區(qū)類型，例如，構(gòu)成每個專用的SDCCH的四個時隙中的每個時隙可留給一個獨立盲區(qū)類別。
如果有少于或多于四個盲區(qū)類別，則專用的SDCCH的時隙按時間順序留給每個類別(在圖5中，在前半幀表示具有兩個盲區(qū)類別C1和C2的一個例子，而在該幀的第二部分表示具有五個盲區(qū)類別C′1至C′5的例子)。
接入請求消息RA的持續(xù)時間少于一個時隙的持續(xù)時間。接入請求被解碼、解調(diào)、調(diào)制和再編碼以便由中繼器R1在專用的SDCCH的時隙中再發(fā)送，該時隙相應(yīng)于接入請求所發(fā)出的，該移動臺MS所在的盲區(qū)Z1的類別。這個再發(fā)送是以稱為部分定時超前的相同定時超前進行的，該部分定時超前代表移動臺MS與中繼器R1之間的距離，正如該中繼器R1以該定時超前接收消息RA一樣。
因此對于中繼器R1當然必須能夠測量該定時超前。給它提供適當?shù)难b置就足夠了，該裝置可能與必須實現(xiàn)這個功能的、由常規(guī)的收發(fā)信基站使用的裝置相似。
中繼器R1還需知道部分定時超前，以便解碼從移動臺MS接收的接入請求RA。
中繼器以部分定時超前再發(fā)送改變的接入請求的這一情況可以使收發(fā)信基站BTSP能夠直接地推導(dǎo)出總的定時超前。這是部分定時超前與代表中繼器R1和收發(fā)信基站BTSP之間距離的定時超前的和。就是這個總的定時超前必須傳送到移動臺MS，以便延時它隨后的傳輸(發(fā)送)，正如由移動臺MS發(fā)送的所有信號由中繼器R1中繼一樣。
收發(fā)信基站BTSP解碼改變的接入請求 ，由于其內(nèi)部時鐘，知道在它們被發(fā)送的時隙中的定時基準。它發(fā)送這個定時基準到基站控制器BSC。由于基站控制器BSC知道改變的幀結(jié)構(gòu)，它可由此推導(dǎo)出盲區(qū)類別，因而給移動臺MS指定一個合適的業(yè)務(wù)信道。
如果在網(wǎng)孔CP中使用了跳頻，即在業(yè)務(wù)信道上使用的載頻按照預(yù)定的重復(fù)律變化，而且如果收發(fā)信基站BTSP使用的頻率數(shù)大于中繼器R1使用的轉(zhuǎn)換頻率數(shù)(即，如果一些基本頻率沒有相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率)，則基站控制器BSC必須只使用與中繼器R1的轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率給移動臺MS指定一個業(yè)務(wù)信道。
一個可能的替代解決方案是給該移動臺分配無跳頻的信道，這個信道的頻率顯然是在中繼器R1的一個轉(zhuǎn)換頻率。無跳頻的信道典型地是信令信道(BCCH)。但是，在構(gòu)成該網(wǎng)絡(luò)時也可能提供無跳頻的其它信道。
在一個可替代的實施例中，除了轉(zhuǎn)換律T外，中繼器R1可應(yīng)用一個重復(fù)律，該重復(fù)律對它是專用的而且可與收發(fā)信基站BTSP用于進行跳頻的重復(fù)律不同。
但是在這種情況下，由廣播控制信道傳遞的信令信道在收發(fā)信基站BTSP和在中繼器R1都總是無跳頻信道。
如果收發(fā)信基站BTSP和中繼器R1使用相同數(shù)量的頻率，這個實施例不產(chǎn)生任何問題。
如果中繼器R1使用的頻率少于收發(fā)信基站BTSP(特別是如果盲區(qū)只有很少頻率可用)，則雖然在CP中應(yīng)用了跳頻而在盲區(qū)Z1中可能不用跳頻率。在這種情況下，盲區(qū)Z1的重復(fù)律與網(wǎng)孔CP的重復(fù)律顯著地不同。
如果中繼器R1使用的頻率多于收發(fā)信基站BTSP(例如在盲區(qū)Z1中衰落的情況下)，即如果一些基本頻率與一個以上的轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)，可能在盲區(qū)Z1中使用跳頻而在網(wǎng)孔CP中不使用跳頻。盲區(qū)Z1專用的重復(fù)律再一次與網(wǎng)孔CP相關(guān)的重復(fù)律顯著地不同。
在后一種情況下，中繼器R1必須應(yīng)用在下行方向中選擇轉(zhuǎn)換頻率的合適的規(guī)律來再發(fā)送接收的信號，因為它可在一個以上的轉(zhuǎn)換頻率上再發(fā)送由單個基本頻率傳遞的信號。
如果中繼器使用的重復(fù)律與收發(fā)信基站使用的重復(fù)律不同，就有可能不僅利用相關(guān)的轉(zhuǎn)換律而且利用重復(fù)律來確定盲區(qū)類別。這使它能夠增加中繼器類別的差異并且因此進一步減少干擾的危險。
當在GSM類型的網(wǎng)絡(luò)中使用跳頻時，轉(zhuǎn)換律必須是一個單調(diào)遞增函數(shù)，在GSM類型網(wǎng)絡(luò)中，重復(fù)率是由所用的頻率表和該表中的選擇規(guī)律來決定的，此選擇規(guī)律可用來確定在指定的時間必須使用一個指定的頻率，比如第一個頻率。如果轉(zhuǎn)換率不是單調(diào)遞增函數(shù)例如如果它互換前兩個頻率的順序，當收發(fā)信基站BTSP在這兩個頻率的第一頻率發(fā)送時，該中繼器R1在第二個轉(zhuǎn)換頻率而不是在第一轉(zhuǎn)換頻率再發(fā)送。
下面敘述與本發(fā)明方法相關(guān)的轉(zhuǎn)接過程的特殊性能。
在常規(guī)的方法中，當移動臺接入收發(fā)信基站時，它知道相鄰網(wǎng)孔的廣播控制信道頻率。因此它在信令信道上“監(jiān)視”這些廣播控制信道并且測量它所接收的電平以及它當前接入的稱為“舊網(wǎng)孔”所接收的廣播控制信道的電平。所測量的值被發(fā)送到舊網(wǎng)孔的收發(fā)信基站，它比較各個接收的電平。
一旦舊網(wǎng)孔的廣播控制信道的接收電平低于其它廣播控制信道之一所接收的電平時，收發(fā)信基站將這一情況通知基站控制器(BSC)以告訴它需要改變收發(fā)信基站(轉(zhuǎn)換)。然后移動臺收到一個轉(zhuǎn)換(handover)指令，從基站控制器經(jīng)過舊網(wǎng)孔的收發(fā)信基站給它指定一個業(yè)務(wù)信道。然后移動臺給要接入的新網(wǎng)孔的收發(fā)信基站發(fā)送轉(zhuǎn)換過程專用的接入消息，以便后者確定由該移動臺使用的定時超前。
根據(jù)本發(fā)明，在網(wǎng)孔CP或在盲區(qū)Z1、Z2或Z3中的移動臺除了知道相鄰的網(wǎng)孔的廣播控制信道的頻率，還知道與盲區(qū)Z1、Z2和Z3中的頻率fP1相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率，即，頻率fR11和fR12(記住盲區(qū)Z1和Z3是相同類別的，因而使用相同的轉(zhuǎn)換頻率);它還以相同的方法測量它們接收的電平。
在盲區(qū)Z1中的移動臺MS在上行廣播控制信道的轉(zhuǎn)換頻率f′R11上發(fā)送它測量的值到收發(fā)信基站BTSP;這些測量值經(jīng)過中繼器R1在上行廣播控制信道f′P1上發(fā)送到收發(fā)信基站BTSP。當測量值表明移動臺MS應(yīng)該接入CP而不是盲區(qū)Z1時，例如如果fP1接收電平大于fR11電平，接著發(fā)生常規(guī)的轉(zhuǎn)換過程，好象盲區(qū)Z1是一個正常的網(wǎng)孔而中繼器R1是一個常規(guī)的收發(fā)信基站一樣。
如果接入收發(fā)信基站BTSP并在任何盲區(qū)之外或者通過覆蓋第一盲區(qū)的中繼器接入收發(fā)信基站BTSP的移動臺的測量值表明fR11的接收電平大于fP1或fR22的接收電平，則收發(fā)信基站BTSP通知基站控制器BSC該廣播控制信道接收很好。該基站控制器BSC知道這個廣播控制信道不可能是相鄰網(wǎng)孔的廣播控制信道，而且也不是舊網(wǎng)孔的廣播控制信道。然后基站控制器BSC只須給這個頻率加上變換的轉(zhuǎn)換律以確定相關(guān)盲區(qū)的類別，因而利用適當?shù)南⒔o該移動臺指定一個正確的業(yè)務(wù)信道，即使用轉(zhuǎn)換頻率的業(yè)務(wù)信道。
該過程的剩余部分與常規(guī)的轉(zhuǎn)換相同。
基站控制器BSC知道在各個盲區(qū)中使用的所有的轉(zhuǎn)換頻率。
收發(fā)信基站BTSP必須在存儲器中存有，因而也就是必須知道與其廣播控制信道相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率，以便能夠避免轉(zhuǎn)換到它本身。
根據(jù)本發(fā)明的最后一個觀點，中繼器可從網(wǎng)絡(luò)操作與維護中心通過無線電例如使用相應(yīng)于專用的上行SDCCH的下行SDCCH進行控制和監(jiān)視。
控制功能包括例如給中繼器發(fā)送有關(guān)變化無線電結(jié)構(gòu)的信息(變化改變的接入信道，改變相關(guān)的轉(zhuǎn)換律，等等)。
至于監(jiān)視，它可包括例如周期地發(fā)送狀態(tài)請求到該中繼器，該中繼器通過無線電響應(yīng)。
當然，本發(fā)明不限于剛剛敘述的實施例。
首先，本發(fā)明的方法可應(yīng)用在GSM或其它類型的蜂窩系統(tǒng)的情況。
改變接入請求的方法可與所述的方法不同，只要它使控制裝置能夠告訴移動臺是在盲區(qū)中和那個盲區(qū)的類別，如果需要的話。
一個較簡單的幀的完整信道可被使用，而不是使用8個SDCCH的幀中的半個SDCCH。
而且，為了改變接收的接入請求RA，不必對它解碼及隨后預(yù)先解調(diào)它。但是，在這個情況下，即使在中繼器實現(xiàn)不太復(fù)雜，它引起了時隙的丟失，特別是因為如果有一個以上的盲區(qū)類別，每個類別需要一個完整的時隙。但是，使用比盲區(qū)類別少的時隙是可能的，例如，只再發(fā)送其電平高于預(yù)定門限(閾值)的接入請求，這將減少轉(zhuǎn)換為改變的接入信道的業(yè)務(wù)信道的數(shù)量。
而且，在從一個盲區(qū)中繼器移動(轉(zhuǎn))到另一個盲區(qū)中繼器或收發(fā)信基站時不執(zhí)行轉(zhuǎn)換過程，或者在從收發(fā)信基站移動到一個盲區(qū)中繼器時不執(zhí)行轉(zhuǎn)換過程，向該移動臺可發(fā)送“頻率重新規(guī)定”型的消息(使用GSM術(shù)語)。這個消息是配置網(wǎng)絡(luò)中的頻率的常規(guī)消息，而且在各種情況下包括由移動臺使用的新頻率，例如它必須接入的盲區(qū)的轉(zhuǎn)換頻率。
本發(fā)明的方法的另一個可能的應(yīng)用是在收發(fā)信基站發(fā)射機的作用范圍終點處提供中繼器，特別是在很大半徑的網(wǎng)孔(35km)的雙向傳輸媒體(道路，鐵路)中。這增加了網(wǎng)孔的作用范圍而不增加要求電纜連接的傳輸?shù)攸c的數(shù)量，這是特別有利的。
最后，在這里敘述的任何裝置可用等效的裝置代替而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.在蜂窩移動無線電系統(tǒng)中覆蓋盲區(qū)的方法，該無線電系統(tǒng)包括多個網(wǎng)孔，每個網(wǎng)孔由一個收發(fā)信基站覆蓋，該收發(fā)信基站適用于在不同的基本頻率上發(fā)送和接收往返于所述網(wǎng)孔中的移動臺的無線電信號，每個盲區(qū)是在一個所述的網(wǎng)孔中，一個無線電中繼器是與每個所述的盲區(qū)相關(guān)的，用于接收、放大和再發(fā)送往返于(到或來自)所述盲區(qū)中的移動臺的所述無線電信號，該中繼器適用于覆蓋屬于該網(wǎng)孔的收發(fā)信基站的一個給定的盲區(qū)，所述盲區(qū)是在該網(wǎng)孔中的，所述的方法是這樣的由所述中繼器在一個基本頻率上從所述收發(fā)信基站所接收到的無線電信號由所述中繼器在不同于所述基本頻率并且通過所述收發(fā)信基站控制裝置已知的轉(zhuǎn)換律與其相關(guān)的一個轉(zhuǎn)換的頻率上再發(fā)送到一個移動臺，相反地，一個所述中繼器在一個轉(zhuǎn)換頻率上從一個所述移動臺接收的無線電信號由所述中繼器在與所述轉(zhuǎn)換頻率相關(guān)的基本頻率上再發(fā)送到所述收發(fā)信基站，每個網(wǎng)孔的廣播控制信道的頻率總是與每個所述中繼器的轉(zhuǎn)換的廣播控制信道相關(guān)，所述方法的特征在于當在一個網(wǎng)孔的盲區(qū)中的移動臺在由轉(zhuǎn)換的廣播控制信道傳遞的一個特定接入信道上發(fā)送接入請求無線電信號以便建立與所述網(wǎng)孔的收發(fā)信基站的無線電連接時，以致給它指定一個業(yè)務(wù)信道，適于覆蓋所述盲區(qū)的中繼器在收到所述接入請求之后，在將它改變之后在所述廣播控制信道上將它再發(fā)送到收發(fā)信基站，使得由所述收發(fā)信基站再發(fā)送所述改變的接入請求所到的所述控制裝置能夠確定所述移動臺是在盲區(qū)中并且推導(dǎo)出用于獲得與那個盲區(qū)相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率的轉(zhuǎn)換律，以致由所述控制裝置發(fā)送的并且適于通知所述移動臺它必須使用哪條業(yè)務(wù)信道和哪些頻率發(fā)送和接收的信號包含所述的轉(zhuǎn)換頻率而不是相關(guān)的基本頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該中繼器從一個移動臺接收由所述移動臺發(fā)送的接入請求，所述移動臺好象是與所述收發(fā)信基站相鄰，即相對于所述收發(fā)信基站為零定時超前，該中繼器以相應(yīng)于它與所述移動臺之間的距離的部分定時超前再發(fā)送相應(yīng)的改變的接入請求，在此后該定時超前由所述收發(fā)信基站向所述移動臺指出，隨后由所述移動臺由于發(fā)送無線電信號到所述收發(fā)信基站，該定時超前相當于所述部分定時超前及相應(yīng)于所述中繼器與所述收發(fā)信基站之間的距離的定時超前之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于如果在有一個盲區(qū)的網(wǎng)孔中使用了跳頻，并且如果適用于覆蓋所述盲區(qū)的中繼器使用的頻率比所述網(wǎng)孔的收發(fā)信基站使用的頻率少，則指定給在所述盲區(qū)中的一個移動臺的業(yè)務(wù)信道由每個頻率都具有一個相關(guān)轉(zhuǎn)換頻率的基本頻率傳遞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于如果在有一個盲區(qū)的網(wǎng)孔中使用了跳頻，以及如果適用于覆蓋所述盲區(qū)的中繼器使用的頻率比所述網(wǎng)孔的收發(fā)信基站使用的頻率少，則指定給在所述盲區(qū)中的一個移動臺的業(yè)務(wù)信道是一個無跳頻的信道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于相同廣播控制信道的所有的所述轉(zhuǎn)換廣播控制信道被保存在所述控制裝置內(nèi)的存儲器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于為了避免干擾，轉(zhuǎn)換頻率是這樣選擇的相鄰的盲區(qū)使用獨立的轉(zhuǎn)換頻率組，因而盲區(qū)的類別被確定，一個盲區(qū)類別包括使用相同轉(zhuǎn)換頻率組的所有盲區(qū)，而且是以不同于代表其它盲區(qū)類別的轉(zhuǎn)換律的一個轉(zhuǎn)換律表示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于如果在一個網(wǎng)孔中利用重復(fù)律使用跳頻，則跳頻也用在所述網(wǎng)孔的盲區(qū)中，由覆蓋所述盲區(qū)的中繼器使用的重復(fù)律與所述網(wǎng)孔的收發(fā)信基站所使用的重復(fù)律或者相同或者不同，由廣播控制信道傳遞的信令信道總是一個無跳頻的信道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述控制裝置從所述改變的接入請求導(dǎo)出所述盲區(qū)的類別。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于如果所述蜂窩移動無線電系統(tǒng)使用時分多址，則所述接入請求的改變包括該中繼器在其時間位置不同于接入信道的一個改變的接入信道上再發(fā)送所述接入請求，所述控制裝置將所述改變的接入信道成為是傳輸從預(yù)定盲區(qū)類別中的移動臺來的接入請求的一個專門信道。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于與改變的接入信道相關(guān)的下行信道，即從收發(fā)信基站到移動臺方向的信道或者不用于業(yè)務(wù)或者用于中繼器控制與監(jiān)視。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其特征在于如果處在一個所述盲區(qū)中并且通過覆蓋所述盲區(qū)的中繼器接入到一個收發(fā)信基站的移動臺必須直接地接入所述盲區(qū)是在其覆蓋內(nèi)的收發(fā)信基站，則執(zhí)行轉(zhuǎn)換過程。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項所述的方法，其特征在于如果或者直接地或者通過覆蓋第一盲區(qū)的一個中繼器接入收發(fā)信基站的移動臺必須接入第二盲區(qū)的中繼器時，則所述收發(fā)信基站把與所述第二盲區(qū)相關(guān)的轉(zhuǎn)換廣播控制信道通知給所述控制裝置，并且所述控制裝置由此推導(dǎo)出可獲得與所述第二盲區(qū)相關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率的轉(zhuǎn)換律，以致由所述控制裝置所發(fā)送的并用以告訴所述移動臺它必須使用哪個業(yè)務(wù)信道和哪個頻率進行發(fā)送和接收的信號包含了第二盲區(qū)的中繼器使用的所述轉(zhuǎn)換頻率而不是相關(guān)的基本頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述收發(fā)信基站在存儲器中存有通過所述轉(zhuǎn)換律而與其廣播控制信道相關(guān)的所有轉(zhuǎn)換的廣播控制信道。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于如果所述移動無線電系統(tǒng)使用跳頻，則所述轉(zhuǎn)換律是一個單調(diào)遞增函數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于由每個中繼器使用的所述轉(zhuǎn)換率是由所述網(wǎng)絡(luò)的操作與維護裝置加給它的，所述轉(zhuǎn)換律可被改變。
16.一種無線電中繼器，其特征在于它適用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項權(quán)利要求所述的方法。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的中繼器，其特征在于它包括至少一個收發(fā)信機，與所述收發(fā)信機相關(guān)的至少一個天線，用于轉(zhuǎn)換從所述移動臺或所述收發(fā)信基站所接收的信號頻率的裝置，用于應(yīng)用跳頻的裝置，用于確定相應(yīng)于它與移動臺之間距離的定時超前的裝置，用于改變從所述移動臺來的接入請求的裝置，用于從該網(wǎng)絡(luò)的操作與維護中心通過無線電執(zhí)行其操作和維護的裝置。
全文摘要
在一個移動無線電網(wǎng)絡(luò)中覆蓋盲區(qū)的方法，該網(wǎng)絡(luò)至少包括一個收發(fā)信基站，用于在不同的基本頻率(f一個無線電中繼器，用于接收、放大和再發(fā)送到達和來自至少一個盲區(qū)的所述無線電信號，
文檔編號H04B7/26GK1109251SQ9411614
公開日1995年9月27日 申請日期1994年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月30日
發(fā)明者皮埃爾·杜普 申請人:阿爾卡塔爾有限公司