专利名称：频率复用的优化机制的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动电信网络，更具体地来说，涉及与频率复用有关的系统质量的优化。
背景技术：
在基本的移动电信网络中，移动交换中心(MSC)通过数字传输链路链接到多个收发基站。例如在GSM中，数字传输链路将无线电基站(RBS)连接到基站控制器(BSC)，基站控制器(BSC)负责控制和管理基站并将业务汇聚到MSC。基站和核心网络之间的语音和数据业务的传输是至关重要的任务，常常称为后端接续(backhaul)。通常，移动运营商采用租用线路(T1/E1)、专用有线线路((包括光纤线路)或微波链路来实现后端接续操作。但是，采用租用的T1或E1线路一般牵涉到从固定电话提供商租赁这些线路，这需要向可能是直接竞争对手的人支付昂贵的月租。或者，运营商可以利用它们自己的线路，但这常常没有吸引力，因为构建基础设施时挖掘并铺设线路需要高昂的安装成本。而且还有一个缺点，线路安装配置相对较慢且扩充不灵活大大限制了诸如移动通信的行业的快速增长。
更有吸引力的选择是，利用微波无线电，如点到点链路来提供后端接续，由此基站通过视线范围内安装的、彼此直接通信的微波天线来连接到BSC。可采用的另一个变化方案是采用例如将各基站连接到一个BSC位置的点到多点链路。随着所承载的分组/信元业务量不断增长，移动网和3G网络越来越需要它们的后端接续部分具有更大的容量和灵活性。微波链路可以承载相对较大的数据量，可与E1/T1干线相比，允许运营商提供大量高比特率新业务。微波链路的成本效率还使移动运营商可以将蜂窝后端接续与同一个扇区内的业务接入相结合，以实现范围广泛的专业业务，从而允许快速进入市场和业务的高速成长。
包括语音、视频以及新的分组交换应用的业务的扩展为运营商提供了吸引新客户的新机遇。但是，运营商主要担心的是，为客户提供高质量网络以及为客户终端提供可靠的服务质量(QoS)。造成网络质量低的因素包括频谱效率和过多干扰，这些可能是因为小区内的业务资源分配效率低且频率复用系数高。
根据前述内容，需要提供一种改进的网络规划机制，用于优化移动网基础设施中的系统质量和频率复用，以确保高比特率业务如业务接入应用中的可靠性和服务质量。
发明概述简要地说，根据本发明的实施例和相关特征，提供一种用于网络规划机制的方法和系统，以通过在例如宽带无线接入系统或LMDS中采用微波点到点链路与点到多点链路的智能组合，为移动网基础设施和业务接入应用优化与频率复用相关的系统质量。在本发明的一个实施例中，可以通过光纤线路、租用线路或首选的是微波链路的组合将无线电基站(RBS)连接到交换机站点。该实施例允许将来自几个端站点的业务集中在选定的网络中心站。举例说明，可以选择点到点和点到多点链路的网络规划，以允许第一RBS站点通过点到点终端连接到第二RBS站点，从而使与所述第二RBS站点共处一地的接入终端可以将来自第一RBS站点和第二RBS站点的业务路由到网络中心站。这使第一RBS站点的业务受来自远程点到多点网络中心站的共信道干扰的影响少得多。
在本发明的一个系统方面，通过点到多点和点到点链路组合解决方案将点到多点覆盖扇区的某部分内的过度干扰可能引起的质量劣化降至最低来优化系统。规划阶段中在朝网络中心的方向上遭受过度干扰的RBS不直接连接到点到多点网络中心，而是通过点到点链路连接到该RBS视线范围内的与不同RBS(或商业用户)共处一地的接入终端。然后该接入终端又连接到所述点到多点网络中心，从而允许配置频率复用系数1。该点到点链路采用由单个宽带信道构成的点到多点频率块的一部分，而无需采用专用的频率，从而允许安全地使用使干扰显著降低的频率复用系数1。
附图简介结合附图及参考如下说明，可以更好地理解本发明及其其他目的和优点，附图中
图1是一个示范性接入网的示意图；图2显示分别采用频率复用系数1和2而得到的小区模式；图3分别采用频率复用系数1和2得到的整个CIR模式；图4显示最差扇区的CIR模式；图5说明允许安全使用频率复用系数1的点到多点链路和点到点链路的组合使用方式；以及图6说明包含在点到多点频谱内的点到点链路。
发明的详细说明1.范围在本发明的一个实施例中，提供一种通过例如在宽带无线接入系统或本地多点分布式系统(LMDS)中组合使用微波点到点链路与点到多点链路，为移动网基础设施和业务接入应用优化频率复用的机制。配置LMDS尤其具有吸引力，因为较之配置例如光纤网络所需的较长时间，LMDS网络可以迅速部署，在数天和数周时间内向客户提供服务。
图1显示用于移动网应用的一个接入网实例。端无线电基站(RBS)可以通过光纤线路、租用线路或微波链路的组合连接到交换机站点。此最新技术因其配置既经济又快速而成为首选技术。再者，图1显示如何将来自一些端站点的业务集中在选定的网络中心站(网络中心站1-4)。在该附图中，集中业务的站点称为网络中心站。只需将RBS替换成商业用户，便可通过图1来说明业务接入应用。本发明说明较之只使用点到点配置或点到多点配置，微波点到点和点到多点技术的智能组合可以大大地改善频谱效率。
2.在移动基础设施和业务接入中采用点到多点系统在移动基础设施和业务接入应用中采用点到多点系统的主要好处在于扩展灵活、具有最优业务资源分配的业务汇聚以及端口汇聚，如前所述。
基于异步传输模式(ATM)和具有快速动态容量分配(F-DCA)的TDMA接入方案的点到多点系统具有可与点到点链路或租用线路相比的一些优点。作为一种为电信需求而优化的分组传输技术，ATM提供有保证的服务质量(QoS)和承载任何实时和非实时业务的能力。采用ATM来适应变化的容量需求的主要好处在于网络可以在注册用户数量“超额”时仍然提供QoS，从而为运营商节省成本。再者，ATM在不同的业务和用户之间提供有区别的优先级、质量参数和费率，且可以支持IP和传统业务。
快速动态容量分配(F-DCA)是以ATM信元为基础在点到多点系统中分配容量的关键。F-DCA的好处是可以充分的灵活性在扇区上共享容量。LDMS解决方案的一个实例是爱立信公司的MINI-LINKBASTM，它是一种宽带无线接入系统，采用点到多点微波且可以为高带宽业务如高速因特网、VPN、LAN-LAN互连和视频会议在基站之间固定地或动态地分配容量。
配置点到多点系统时的部署灵活性源于系统固有的区域覆盖率。业务汇聚的好处体现在粒度增益和潜在的业务过量预订。最后，内置在点到多点系统中的ATM网络中心允许在网络中心站或交换机站点上实现节省成本的端口汇聚。
点到多点微波传输需要基站或商业用户的密度最小，以便在经济上具有竞争力。根据经验，当将四个或五个无线电基站或商业用户连接到中央点到多点网络中心时，点到多点系统会成为令人感兴趣的选择。虽然点到多点技术在密集区域明显优于点到点技术，但这两种技术将继续结合使用。点到点微波通常在距离或干扰要求时配置在基站密度低的区域中，并配合点到多点技术使用。
本文适用如下定义和术语·点到多点-由一个网络中心设备通过采用特定多址方案特定媒体并连接几个接入终端而构成的微波系统拓扑配置。
·点到多点网络中心-通过无线电连接与一个或多个接入终端接口的设备。它通常(但可以不限于)由至少一个具有天线和调制解调器的无线电装置构成。它设在网络中心站上。
·AT-接入终端-用于经通向点到多点网络中心的无线电连接将远程站点连接到远程站点的终端设备。
·点到点-由连接两个点的单条链路构成的微波系统拓扑配置。
·点到点终端-点到点链路两端所需的终端设备。
3.问题描述点到多点系统以蜂窝结构配置，频率复用是成功配置的至关重要。注意，在一个扇区中的所有终端，即连接到同一个点到多点网络中心的所有接入终端使用相同的频率，这对采用TDMA接入方案的点到多点宽带系统而言是典型的情况。
现在参考图2，复用系数可以定义为运营商可用的信道数与可在同一扇区使用的信道数之比。复用系数越低，取得的频谱效率就越好。在下文中，将对采用复用系数1和2的配置方案进行比较。举例说明，假设需要通过3×3个网络中心站与点到多点系统覆盖某个区域。图2中显示频率复用系数2和频率复用系数1的小区模式(星号表示网络中心站位置)。所示的“频率复用系数2”模式采用两个频率(A/B)和两个极化(a/b)，而所示的“频率复用系数1”模式采用一个频率和两个极化(a/A)。
现在参考图3，小区模式(假定整个区域上无视线障碍)在整个区域上生成如图3所示的CIR(载干比)模式，而在最差扇区上生成如图4所示的CIR模式。为了限制接收机劣化并实现系统的无差错运行，CIR(或C/I)必须超过某个值，此值取决于所采用的调制方案。
可以得出结论，点到多点蜂窝配置使得覆盖扇区内区域的某部分(主要沿方形扇区的边沿和对角线)可能遭受由共信道/共极化远程网络中心引起的过度干扰。复用系数越低，此部分就越大。
点到多点蜂窝配置使覆盖扇区内几个位置可能遭受由共信道/共极化远程网络中心引起的过度干扰。这可以通过较高的频率复用来避免(例如频率复用系数为2或以上)。因此要在频谱效率和网络质量之间作出选择。
本发明的实施例设想这样一种网络规划机制，它同时取得最佳频谱效率和最佳质量。为了达到最佳频谱效率，对点到多点系统进行规划以使频率复用系数为1。为了避免网络质量劣化，在规划阶段采用点到点链路，并根据例如每个位置上的C/I值来选择点到多点终端或点到点终端。
图5说明，如果RBS-1通过接入终端(AT)连接到本地网络中心，则会受到远程点到多点网络中心的共信道干扰的影响。而当RBS-1通过点到点终端连接到RBS-2时，天线角度区分可提高C/I值并保证网络质量。最后，与RBS-2共处一地的AT将RBS-1和RBS-2的业务都路由到该网络中心。应该注意的是，点到点链路可以复用点到多点频谱的部分(例如28MHz的点到多点频率块分配内的7MHz)，从而可实施频谱效率非常高的解决方案，如图6所示。还要注意的是，图5举例说明移动基础设施应用，但可以将RBS替换为商业用户，而无需对所述概念作任何修改。
本发明设想，实施例的点到多点和点到点解决方案的组合使用，可使单个频率块(等于点到多点系统的信道大小)足够用于全接入网络配置(不包括网络中心之间的可能链路)并可大大提高频谱效率。通过以最低频谱使用率组合使用点到多点和点到点链路，使得所需的总频率块等于宽带无线接入系统或LMDS的点到多点信道大小，从而使系统质量在多站点蜂窝配置的每个覆盖扇区中得到优化。再者，通过天线角度区分并配合使用业务路由分集使频谱使用率最低。
这种改进在于如下事实在规划阶段中在朝网络中心的方向上会遭受过度干扰的RBS或商业用户不直接连接到点到多点网络中心，而是通过点到点链路连接到在所述RBS或商业用户的视线范围内的与不同的RBS或商业用户共处一地的接入终端(AT)。该AT然后连接所述点到多点网络中心。所述点到点链路不使用任何专用频率，而只使用由单个宽带信道(复用系数为1)构成的点到多点频率块的一部分。仅因为点到点终端的高度定向天线的角度保护，就减少了干扰并保持了网络质量。
虽然以上参考本发明的特定实施例对本发明的一些方面进行了描述，但本领域技术人员显然可以对其进行各种变化和修改。因此所附权利要求书不应作限制性的解释，而是应该视为涵盖了从所公开的发明主题导出的各种变化和修改。
权利要求
1.一种用于移动网基础设施的网络规划方法，其中所述移动网络基础设施包括与多个网络中心站连接的交换机站点，而所述多个网络中心站连接到多个无线电基站(RBS)站点；所述移动网设为以提高整个系统质量的方式向接入终端提供无线数据和语音服务，所述提高整个系统质量是通过改进所述移动网基础设施的频率复用来实现的，所述方法的特征在于组合使用点到点链路和点到多点链路将所述网络中心站连接到所述RBS。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述点到多点链路是微波链路且以频率复用系数1来配置，从而只需使用一个宽带信道。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述点到点链路是微波链路，且使用由单个宽带信道构成的点到多点频率块的一部分，而无需使用专用频率，因此具有频率复用系数1。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于根据每个位置的C/I值来选择点到多点终端或点到点终端，从而减少点到多点覆盖扇区的部分内的干扰，由此改进频谱效率和系统质量。
5.如前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于所述网络规划包括将第一RBS站点通过点到点终端连接到第二RBS站点，以使与所述第二RBS站点共处一地的接入终端可以将来自第一RBS站点和第二RBS站点的业务路由到所述网络中心站，从而使所述第一RBS受共信道干扰的影响较小。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于通过天线角度区分并配合使用业务路由分集将频谱使用率降到最小。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于将所述RBS替换为接收和运行高比特率业务接入应用的商业用户。
8.一种移动网，它包括与多个网络中心站连接的交换机站点，而所述多个网络中心站连接到多个无线电基站(RBS)站点；其中所述移动网设为以改进服务质量和降低干扰的方式向接入终端提供无线数据和语音服务，其特征在于组合使用点到点链路和点到多点链路将所述网络中心站连接到所述RBS。
9.如权利要求8所述的移动网，其特征在于所述点到点链路和点到多点链路是无线电微波线路、光纤线路或铜质线路中的任何一种。
10.如权利要求8所述的移动网，其特征在于至所述终端的所述点到点链路通过使用具有降低干扰的高角度区分能力的无线电天线来实现。
11.如权利要求8所述的移动网，其特征在于将第一RBS站点通过点到点终端连接到第二RBS站点，以使与所述第二RBS站点共处一地的接入终端可以将来自所述第一RBS站点和第二RBS站点的业务路由到所述网络中心站，从而使所述第一RBS较少受到共信道干扰的影响。
12.如权利要求8至11所述的移动网，其特征在于所述点到点链路是微波链路，且使用由单个宽带信道构成的点到多点频率块的一部分，而无需使用专用频率，因此具有频率复用系数1。
13.如权利要求8所述的移动网，其特征在于可以将所述RBS替换为接收和运行高比特率业务接入应用的商业用户。
全文摘要
本发明描述一种通过在例如宽带无线接入系统或LMDS中采用微波点到点链路与点到多点链路的智能组合，为移动网基础设施和业务接入应用优化与频率复用相关的系统质量的网络规划机制。在本发明的实施例中，可以通过光纤线路、租用线路或首选的微波无线电链路的组合将无线电基站(RBS)连接到交换机站点。该实施例允许将来自多个端站点的业务集中在选定的网络中心站(网络中心站1－4)。通过点到多点和点到点链路的组合解决方案将因为点到多点覆盖扇区某个部分内的过度干扰而可能导致的质量劣化降至最低，便可实现系统优化。在规划阶段中在朝网络中心的方向上存在过度干扰的RBS不直接连接到点到多点网络中心，而是通过点到点链路连接到该RBS视线范围内的与不同RBS共处一地的接入终端或商业用户。然后该接入终端又连接到所述点到多点网络中心，从而允许配置频率复用系数1。
文档编号H04W88/08GK1682551SQ03821810
公开日2005年10月12日 申请日期2003年9月15日 优先权日2002年9月13日
发明者A·纳辛贝恩, A·博勒 申请人:艾利森电话股份有限公司