专利名称：跳频载波频率动态重复使用技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及频率重复使用技术。更具体地讲，本发明涉及在蜂窝式无线电话网路中利用共用载波跳频的动态频率重复使用技术。
授予Frenkiel的美国专利No4144411描述了一种大网孔频率重复使用模式和较小网孔频率重复使用模式中频率的静态重复使用。较小网孔频率重复使用模式是通过设置比大网孔中小的发射功率(或者是不同信噪比SNS或载波干扰比C/I标准)来实现的。
在正进行规划的蜂窝式无线电话系统中，在抗干扰性的载波干扰比(C/I)与最高通信容量之间自始至终存在着顾此失彼的选择，这一切都是由于非常相同的稀少的无线频谱所引起的。较高的频率重复使用率直接改善了通信容量，但相反却影响了C/I的性能。跳频技术改善了C/I性能，但要求在整个跳频中另外分配一些频率。但是干扰(C/I)与通信容量(频率重复使用率)二者是动态的、由话务量引起的、呈统计规律的和具有时间性的现象。这些动态现象不再适合于传统的静态规划的方法。
本发明的目的是克服这些缺点和实现下述的某些优点。
本发明提供了一种在蜂窝式无线电话网路中动态频率重复使用的机制。它包括在一段时间间隔中按照一个重复使用半径至少分配多个跳频载波中的一个载波和在另外一段时间间隔中按照另外一个重复使用半径至少分配多个跳频载波中的另外一个载波，对于跳频载波而言基本上没有重叠的时间间隔，在基本上无干扰的时间间隔中所有分配的载波与任何接近的重复使用的载波相同步。附带的优点是实现频率重复使用的动态分配，利用共用载波和跳频获得了所期望的C/I性能。
下面的结合附图的详细描述将可以更为清楚地理解本发明的另外一些目的、特点和优点，也将明显地看出以其优选实施例(以不受该例子限制的方式)进行实现的最佳方式，其中附图为
图1表示按照本发明的一个四网孔(a-d)60度扇形无线(A-L)蜂窝式无线电话频率重复使用的模式。
图2表示按照本发明的优选实施例如何将各频率分配给图1的重复使用模式中。
图3表示按照本发明的优选实施例的重复使用频率的分配。
图4表示按照本发明的优选实施例的一种共用载波跳频分配。
图5表示按照本发明的优选实施例的一种跳频分配方案。
图1表示按照本发明的一种四网孔(a-d)60度扇形天线(A-L)蜂窝式无线电话频率重复使用的模式。实际上，这个特定的四区域(a-d)呈现两个区域的频率重复使用，在每个频率组(A-L)上在四区域模式(a-d)中被重复使用两次，虽然在该模式本身没有一个区域(a、b、c或d)被重复。
图2表示按照本发明的优选实施例是如何将各频率分配到图1的重复使用模式中的。在最近建议的GSM/全欧数字蜂窝(GSM/PEDC)无线电话系统中，62个200KHz宽的载波的12.5MHz宽的频谱(两个话务员之一的25MHz宽频谱的一半)将被(近似)均匀地分配在12个扇形区(A-L)的12个频率组(A-L)之中，即每个网孔四个扇形区乘以四个网孔(a-d)由两个区域的重复使用模式均分。
图3表示按照本发明的优选实施例的一个区域的重复使用频率分配(如果将所有表格偏移则该表格可被赋予所有的区域)。GSM/PEDC对于每一个扇形区(1-4、21-24和42-45)均保留一个基站控制信道(BCCH)载波，用于联接和系统控制。这一信道在分配中保持不变。然而，如果剩下的话务信道(TCH)载波(比如说来自A的5、9、13和17和来自C的7、11、15和19)被集中到六个共用的TCH载波组(A/C、B/D、E/G、F/H、I/K和J/L)，将会获得一个重复使用效率的有效区域(或每网孔一个)。一个在有效区(比如说A)中的移动用户正受到来自共信道重复使用频率(比如说C)的干扰，该用户可以重新指定BCCH，该用户可以处于一个较大的、两区域重复使用模式中(bA、cA)和将受到较小一些(小于一半)的干扰。扇形区的TCH容量因此也具有奇偶相邻载波隔离的情况下从每扇形区四个TCH(例如载波5、9、13和17)增加到每扇形区8个(例如载波5、7、9、11、13、15、17)。因为载波20和21可能在a网孔产生相邻载波干扰，即以代替21将载波41用于BCCH。
通过跳频可以进一步减小干扰。
图4表示按照本发明的优选实施例的一个区域共用载波、跳频重复使用的频率分配。它说明九个唯一上升序列(0-8)，通过这九个序列所有九个(BCCH+8TCH)载波循环地彼此时间同步、网孔之间时间同步和它们的重复使用。可以像一个指示器进入频率循环排队那样执行基站中的设备和移动用户中的设备中的跳频。那种用于时间同步分配载波的循环排队装置的构造对于本技术领域的普通技术人员来说在用于基站控制或在移动用户单的蜂窝式基站控制方法学中已经进行了充分的描述。
在满容量情况下，扇形区A和扇形区C将在一个区域重复使用模式中在8TCH上循环(注意，例如在扇形区A和C之间只有标注的BCCH信道是不同的)。但当系统工作在低于满容量时，通过分配比如说九个跳频序列(0-8)中的四个(0-3)到一个扇形区(比如说bA)和九个跳频序列的另外五个(4-8)到另外一个扇形区(任意cA、aC、dC)或者任何其他A和C的组合)，利用颠倒两个区域的模式能够减小干扰。
图5表示对于一个给定话务量的最高重复使用来说，分配九个跳频序列(0-8)中每一个的方案。九个跳频序列(0-8)一开始可能是(均匀地)分配在四网孔重复使用模式(bA、cA、aC和dC)中的扇形区A和C之间。这种四个网孔分配重复使用模式是九个(0-8)跳频序列中没有在任何其他扇形区中进行重复使用的。通过其自身的特点，这种分配可能提供最佳的C/I性能(虽然是最低的容量)。
随着通信量增加，跳频序列(0-8)中的一些可能被重复使用，对于那些已被重复使用的序列而言产生了一种两网孔的重复使用模式，但是这些序列並未重复使用，可能直至工作在较宽范围的四网孔重复使用模式。当全部跳频序列已使用过两次时，正如图5的表中的中央部分所附加到顶部表示的那样(因为所有的跳频序列在bA和cA都已被利用过了、类似在aC和dC也被利用过了，所以例如网孔b和c可能工作在两网孔重复使用模式)。
随着话务量再次增加，迄今只用于扇形区C(C2、C3、C6和C7)的某些跳频序列(2、3、6和7必须在扇形区A(A2、A3、A6和A7)中重复使用，反之亦然。当附加的那些序列在利用时，那些被重复使用的序列可能工作在一网孔重复使用模式，並且有最大的容量(虽然具有最低的C/I性能)，直至最后，所有的九个序列(0-8)被用于全部四个网孔。
随着话务量的递减，跳频序列可能以相反的次序重新分配。因此，该系统可能以一网孔重复使用模式到两网孔重复使用模式和最后再变到四网孔重复使用模式这样移动。这种移动可能相应使信道容量减少，但却增加了C/I性能。该C/I性能对于所有移动用户来说就其话务量允许的程度是最佳的。为了实现这种机制已经分配了跳频序列…分配了循环排队的上升或下降指示器部分。
注意图5中，即按本发明的另外的方面，对于四网孔重复使用模式来说，跳频序列的分配是上升次序(例如A0.A4.A8)，而对于两网孔和一网孔操作的跳频序列是下降次序(例如A8、A4、A0)。这将尽可能长地延迟某些有矛盾的分配(较高的重复使用)。例如，如果在所有两网孔分配被取消之前四网孔重复使用模式中A8被取消了，则可能减少矛盾的数量，因为bA∶A是将要分配的最后的四网孔;通过上升和下降的特点调节这些动态。
这一方案可以应用到类似所建议的GSM/全欧数字蜂窝(GSM/PEDC)系统的时分多元联接系统中。该系统在重复帧中使用了8个时隙。如果是四网孔，上升序列被分配为上升时隙次序(0-7)，而两网孔和一网孔序列被分配为下降时隙次序(7-0)，没有矛盾(没有较高的重复使用)可能发生，甚至于各个移动用户在相同的扇形区中共用十分相近的跳频序列，直至在两个或多个扇形区(例如bA、cA、aC和dC)中相同的跳频序列(0-9)被用于相同的时隙(0-7)中。
因此，改变重复使用的模式变为动态地分配基站设备和移动用户设备的偏移指示器为跳频排队。
从而，在一种蜂窝式无线电话网路中，提供了一种用于动态频率重复使用的机制。该机制包括在一段时间间隔中按照一个重复使用半径在多个跳频载波中至少分配一个载波，在另外一段时间按照另外一个重复使用半径下分配另外一个载波，在跳频载波之间基本上没有重叠的时间间隔，所有载波在基本上没有干扰情况下与任何相邻近的重复使用载波在时间上同步。本发明的附带的优点是实现了动态地重复使用频率的分配，利用共用载波和跳频提供了所期望的C/I性能。
虽然已经对本发明的优选实施例进行了描述与说明，但十分明显，对于本技术领域的专业人员可以对本发明作出改变与改进。例如虽然上文的描述已提到GSM/PEDC(它是时分多元联接系统)，但本发明同样可以应用到非一TDM系统，所提供的所有跳频频率同时被此配合，以便不发生干扰(同时);当然，提供给TDM系统的固有同步使本发明更容易实现。
这些和所有其他的改变和变形都会落入后附的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种动态频率重复使用的方法，其特征在于在一段时间间隔中按照一个重复使用直径(例如图5的四网孔)在多个(A0-A8和C0-C8)载波(1-62)中至少分配一个载波；和在另外一段时间间隔中按照另外一个重复使用直径(例如图5中的两网孔)分配一个载波，基本上在各载波之间(1-62)没有重叠的时间，所有各个载波基本上无干扰地与相邻近重复使用(a、b、c和d)的载波在时间上相同步。
2.一种动态频率重复使用的方法，其特征在于在一段时间间隔中按照一个重复使用的直径(例如图5中的4网孔)在多个(A0-A8和C9-C8)跳频载波(1-62)中至少分配一个载波，在另外一段时间间隔中按照另外一个重复使用直径(例如图5的两网孔)分配一个载波，基本上在各跳频载波(1-62)中没有重叠的时间，所有各个载波基本上无干扰地与相邻近重复使用(a、b、c或d)的载波在时间上相同步。
3.一种按照权利要求2所要求的方法，其中至少一个跳频序列(A0-A8和C0-C8)被分配到一个重复使用直径(例如图5的四网孔)，而另外跳频序列(A0-A8和C0-C8)被分配到另外的重复使用直径(例如图5的两网孔)。
4.一种按照权利要求2所要求的方法，其中多个跳频序列(A0-A8和C0-C8)的某些序列被分配到一个重复使用直径(例如图5的四网孔，而多个跳频序列(A0-A8和C0-C8)的另外一些序列被分配到另外的重复使用直径(例如图5的两网孔)。
5.一种按照权利要求2所要求的方法，其中多个跳频序列(A0-A8和C0-C8)中的某些序列被分配到一个重复使用的直径(例如图5的四网孔)，而多个跳频序列(A0-A8和C0-C8)的另外一些序列在时间上搅乱次序地分配到另外的重复使用直径(例如图5的两网孔)。
6.一种用于动态频率重复使用的设备，其特征在于用于在一段时间间隔中按照一个重复使用直径(例如，图5中的四网孔)在多个(A0-A8)和C0-C8)载波(1-62)中至少分配一个载波的装置，和用于在另外一段时间间隔按照另外一个重复使用直径(例如图5的两网孔)分配一个载波的装置，基本上各载波之间没有重叠的时间，所有各个载波基本上无干扰地与任何相邻近的重复使用(a、b、c或d)的载波在时间上相同步。
7.一种用于动态频率重复使用的设备，其特征在于用于在一段时间间隔中按照一个重复使用直径(例如，图5中的四网孔)在多个(A0-A8和C0-C8)载波(1-62)中至少分配一个跳频载波的装置，和用于在另外一段时间间隔按照另外一个重复使用直径(例如，图5的两网孔)分配一个跳频载波的装置，基本上各跳频载波之间没有重叠的时间，所有各个跳频载波基本上无干扰地与任何相邻近的重复使用(a、b、c或d)的跳频载波在时间上相同步。
8.按照权利要求6所要求的设备，其中至少一个跳频序列被分配给一个重复使用的直径(例如图5的四网孔)，而另外的跳频序列被分配给另外的重复使用直径(例如图5的两网孔)。
9.按照权利要求6所要求的设备，其中多个跳频序列(A0-A8和C0-C8)中的某些序列被分配给一个重复使用直径(例如图5的四网孔)，而多个跳频序列(A0-A8和C0-C8)的另外一些序列被分配给另外的重复使用的直径(例如图5的两网孔)。
10.按照权利要求6所要求的设备，其中多个跳频序列(A0-A8和C0-C8)的一些序列被分配给一个重复使用直径(例如图5的四网孔)，而多个跳频序列(A0-A8和C0-C8)的另外一些序列在时间上搅乱次序地被分配给另外的重复使用直径(例如图5的两网孔)。
全文摘要
在蜂窝式无线电话网路中，提供一种用于动态频率重复使用的机制。这一机制的特征是在一段时间间隔中按照一个重复使用直径(例如图5的四网孔)在多个(A
文档编号H04J3/16GK1054517SQ9110121
公开日1991年9月11日 申请日期1991年2月27日 优先权日1990年2月27日
发明者莎菲尔·丹尼斯·雷 申请人:莫托罗拉公司