专利名称：向蜂窝无线系统中小区分配频率的方法及蜂窝无线系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种向蜂窝无线系统中小区分配频率的方法，所述小区发送测量信号，所述蜂窝无线系统包括与所述小区相邻的多个邻接小区，所述小区包括多个用户终端和通过信道向小区区域中的用户终端提供服务的至少一个基站。
本发明还涉及一种向蜂窝无线系统中小区分配频率的方法，所述小区发送测量信号，所述蜂窝无线系统包括与所述小区相邻的多个邻接小区，所述小区包括多个用户终端和通过信道向小区区域中的用户终端提供服务的至少一个基站。
本发明适用于加入蜂窝无线系统的小区的频率分配，尤其适用于GSM和DCS蜂窝无线网络(GSM＝全球移动通信系统，DCS＝数字蜂窝系统)。本发明的方案用于选择小区中使用的频率，使其以可能的最佳方式为蜂窝无线系统中的业务提供服务。
在现有技术方案中，利用特殊工具为新小区区域中的基站分配频率。该工具用于计算蜂窝无线系统基站之间的干扰概率或I矩阵。在I矩阵计算中使用了预计小区覆盖面积。从计算得到的I矩阵中导出一个分离矩阵。根据该分离矩阵可以得知蜂窝无线系统中基站如何使用频率。通过使用分离矩阵结果的启发式算法分配基站频率。
但是，现有技术方案具有缺陷。I矩阵的计算较慢。此外，分配频率的时间较长。该方案需要加入蜂窝无线系统的基站环境的详细信息，尤其是地表信息。环境数据以数字地图的形式输入前述工具。该工具计算不同的预测模型。但是，得到的预测模型不是充分可靠和精确。因为现有技术基于预测模型的使用，所以现有技术实现的频率分配无法令人满意。
本发明的一个目的是使得频率能够快速分配给加入蜂窝无线系统的小区。本发明的另一个目标是保证小区所用频率不会干扰系统的其它小区。
这通过引言部分所描述的方法实现。本发明方法的特征在于，邻接小区测量测量信号所引起的干扰场强，以及为邻接小区用户终端提供服务的信道的场强，据此生成场强与干扰场强的比率，所述比率用于邻接小区中测量信号所引起的干扰的概率分布的形成，所述概率分布用于为所述小区分配适当的频率。
本发明方法的特征还在于，所述小区测量为邻接小区用户终端提供服务的信道的干扰场强，以及为所述小区用户终端提供服务的信道的场强，据此生成场强与干扰场强的比率，所述比率用于所述小区中邻接小区基站所引起的干扰的概率分布的形成，所述概率分布用于为所述小区分配适当的频率。
本发明还涉及一种蜂窝无线系统，包括围绕某小区的多个邻接小区，以及从所述小区发送测量信号给邻接小区的装置，所述小区包括多个用户终端，以及通过信道向小区区域中的用户终端提供服务的至少一个基站。
本发明蜂窝无线系统的特征在于，它包括测量干扰场强的第一场强测量装置，测量为用户终端提供服务的信道场强的第二场强测量装置，形成场强与干扰场强的比率的装置，所述比率用于生成为该小区分配适当频率过程中使用的干扰概率分布。
下面结合附图中的例子详细描述本发明，在附图中
图1示出了本发明的用户终端；图2示出了本发明蜂窝无线系统的第一实施例；图3示出了本发明蜂窝无线系统的第二实施例。
图1示出了本发明用户终端102的必要部件。用户终端102包括接收机部件A和发射机部件B。接收机部件A包括天线11、射频部件12、解调器13、解码器14和耳机18。发射机部件B包括麦克风21、编码器22、调制器23、射频部件24以及天线25。用户终端102还包括控制装置31，它为接收机部件A和发射机部件B所共用。用户终端102还包括第一场强测量装置301，第二场强测量装置302，信道测量装置303以及功率测量装置304。
图2说明了本发明的蜂窝无线系统，包括两个小区100、200。每个小区100、200的区域中包括至少一个基站101、201。此外，该蜂窝无线系统包括位于小区100、200区域中的多个用户终端102、202。在图2的蜂窝无线系统中，小区200是加入该蜂窝无线系统的新小区。新小区200包括发射装置204，它发射测量信号。
图3也说明了本发明的蜂窝无线系统，包括两个小区100、200。每个小区100、200的区域中包括至少一个基站101、201。此外，该蜂窝无线系统包括位于小区100、200区域中的多个用户终端102、202。新小区200加入图3的蜂窝无线系统。
图1的接收机部件A如下工作。天线11所接收的射频模拟信号被转换成中频，并由射频部件12进行滤波。解调器13将宽带信号恢复成窄带数据信号。解码器14以适当方式解码该数据信号。解码器14一般解码卷积编码信号，解码器14的操作例如基于维特比算法。解码器14通常还对预处理信号进行解密和去复用操作。信号从解码器14传送到耳机15。
发射机部件B如下工作。麦克风21接收音频信号并向编码器22发射信号的电子形式。编码器22卷积编码该信号，通常还对该信号进行加密操作。此外，编码器22复用信号的比特或比特组。调制器23对卷积编码的窄带信号进行伪噪音编码，使之变成宽带扩频信号。之后，扩频信号按照现有技术在射频部件24中转换成射频信号，通过天线25发射到无线路径。
控制装置31控制接收机部件A和发射机部件B的操作。天线11和25是现有技术无线系统的发射机天线和接收机天线。实际上，发射机天线11和接收机天线25的功能被合并到一根天线。麦克风21、耳机15和射频部件12和24是在已知无线系统中使用的现有技术元件。
第一场强测量装置301测量为用户终端102、202提供服务的信道的场强。第二场强测量装置302测量干扰场强。第一场强测量装置301和第二场强测量装置302得到的场强数据被传送到装置305，根据该场强数据形成场强概率分布。装置305连接到装置307，根据场强概率分布形成干扰和分离矩阵。信道测量装置303和功率测量装置304通过计算装置306连接到装置307。
在图2的蜂窝无线系统中，新小区200位于数量充分多的邻接小区100的邻接小区表中。新小区200的发射装置204发射测量信号，它与蜂窝无线系统的其它信号不同。实际上，发射装置204位于基站201。发射装置204也可以是一个单独的测试发射机。新小区200是例如围绕它的三个或四个小区中的一个。邻接小区100的用户终端102的第一场强测量装置301测量加入蜂窝无线系统的新小区200的发射装置204的测量信号所引起的干扰场强。第一场强测量装置301测得的干扰场强由I值描述。
邻接小区100的用户终端102的第二场强测量装置302测量用户终端102的BCCH(广播控制信道)的场强。第二场强测量装置302测得的BCCH给出一个C值，它正比于BCCH的场强。BCCH用于在基站101、201和用户终端102、202之间发送控制数据。BCCH承载例如小区100、200的标识数据。
用户终端102的信道的信道测量装置303测量用户终端102的业务信道的质量。术语’业务信道’此处是指用户终端102和基站101之间形成的信道。测量装置303测量例如业务信道的信噪比。该信道测量装置303测得的信噪比给出了一个Q值，它正比于信道质量。此外，邻接小区100的用户终端102的发射功率测量装置304测量用户终端102的发射功率。发射功率测量中考虑了功率控制函数对发射功率幅度的影响。功率控制例如使得用户终端102、202的电流消耗减少。如果小区100、200的用户终端102、202未使用功率控制、跳频或非连续传输，则根据业务信道而不是BCCH计算C值。在非连续传输DTX模式下，当用户终端102、202没有发射时，用户终端102、202的发射部分B关闭。
场强测量中得到的C场强值和I场强值被传送给装置305，后者根据这两个值形成C/I对，实际上是场强间的比率。装置305还生成邻接小区100下行方向上发射装置204发射的测量信号所引起的干扰的概率分布。此外，蜂窝无线系统中的计算装置306计算新小区200上行方向上邻接小区100的用户终端所引起的干扰的幅值。邻接小区100功率测量装置304测量用户终端102的发射功率，信道测量装置303测量信道的质量。得到的测量值用于计算新小区200上行方向上邻接小区100的用户终端102所引起的干扰的幅值。
根据第一场强测量装置301以及第二场强测量装置302的测量，用户终端102中的装置305生成邻接小区100中测量信号所引起的干扰的概率分布。如果测得的瞬时Q值较低，但C值较高，则例如干扰信号升高了C值。在前述情况下，装置305已被配置成忽略该概率值，或者装置305加权得到的概率值，使之概率值的意义减小。利用进行的场强测量，可以得到邻接小区下行方向上新小区200的基站201所引起的干扰的概率分布。
除了场强之外，还测量新小区200及其邻接小区100区域中用户终端102、202的瞬时发射功率。根据该瞬时发射功率，计算新小区200中邻接小区100所引起的干扰幅值。根据给发射功率计算邻接小区100的用户终端102干扰上行方向上新小区200的业务的概率分布。
新小区200的基站201中的装置305测量基站201从用户终端202接收的信号的强度。根据测得的信号强度生成测得的场强的概率分布。根据测得的场强的概率分布，以及干扰所引起的场强的概率分布得到新小区200上行方向上邻接小区100的用户终端102所引起的干扰的概率分布。蜂窝无线系统中的装置307根据概率分布生成干扰和分离矩阵。干扰和分离矩阵用于分配频率给新小区200。
图3说明了新小区200的另一种频率分配方法。在该方法中，新小区200中用户终端202的第一场强测量装置301测量用户终端202和基站201之间BCCH的场强。此外，用户终端202的第二场强测量装置302测量新小区200中邻接小区100的BCCH所引起的干扰场强。功率测量装置304测量新小区200中用户终端202的实际发射功率。测得的新小区200的BCCH场强给出了一个C值，它正比于场强，邻接小区100的BCCH所引起的干扰场强给出了一个I值，它正比于干扰场强。用户终端202的实际发射功率测量中考虑了功率控制对发射功率的影响。装置305根据C值和I值生成新小区200下行方向上邻接小区的基站101所引起的干扰的概率分布。此外，蜂窝无线系统中的计算装置306计算邻接小区100上行方向上新小区200的用户终端202所引起的干扰的幅值。
测得的场强值进一步用于不同概率分布的形成。位于图3邻接小区100区域的基站101中的装置305测量基站区域中用户终端102所发射的信号强度。装置305根据测得的信号强度形成与小区相关的场强概率分布。此外，装置305生成邻接小区100上行方向上新小区200的用户终端202所引起的干扰的概率分布。该概率分布根据与小区相关的场强概率分布和干扰场强概率分布生成。
蜂窝无线系统中的装置307生成干扰和分离矩阵。前述概率分布用于矩阵的生成。干扰和分离矩阵用于为新小区200分配频率。可以利用现有技术工具进行概率分布。另一种可能是使用本发明的测量结果，并用不同的测量频率替换每个小区100、200的BCCH。如果用户终端102、202的测量范围不足以精确确定场强比率，则可以增加发射测试频率的基站201的发射功率。例如发射测试频率的基站201的发射功率可以增加到比正常发射功率高10 dB。
本发明的方法使得基站201能够替换成一个测试发射机，后者发射该蜂窝无线系统的发射帧。因此，测试发射机的使用可以避免基站201的构造。也可以在邻接小区100的用户终端102没有呼叫正在进行时进行测量。在这种情况下，使用用户终端102的空闲状态测量。
如果按照用户终端202所进行的测量，用户终端202的小区场强为例如-50dBm，邻接小区100的场强为例如-60dBm，场强比率值为10dBm。根据得到的测量结果计算小区100、200之间的平均干扰矩阵。如果考虑蜂窝无线系统的干扰承受限度，则可以得到分离矩阵。分离矩阵给出了新小区200中使用的频率。
蜂窝无线系统的一个或多个小区100、200形成了多个预定处理点。根据从蜂窝无线网络不同处理点得到不同参数计算分离矩阵。不计算位于同一处理点的小区100、200的分离矩阵值，这些值可以从蜂窝无线系统的参数得到。如果小区100、200位于不同处理点，基于蜂窝无线系统所进行的场强测量得到的测量结果计算分离矩阵值。
尽管以上结合附图所示例子描述了本发明，但显然本发明并不局限于该例，在后附权利要求书所公开的本发明范围内，可以通过许多方式进行修改。
权利要求
1. 一种向蜂窝无线系统中小区(200)分配频率的方法，所述小区(200)发送测量信号，所述蜂窝无线系统包括与所述小区(200)相邻的多个邻接小区(100)，所述小区(100、200)包括多个用户终端(102、202)和通过信道向小区(100、200)区域中的用户终端(102、202)提供服务的至少一个基站(101、201)，其特征在于，邻接小区(100)测量由测量信号所引起的干扰场强，以及为邻接小区(100)用户终端(102)提供服务的信道的场强，据此生成场强与干扰场强的比率，所述比率用于邻接小区(100)中测量信号所引起的干扰的概率分布的形成，所述概率分布用于为所述小区(200)分配适当的频率。
2. 一种向蜂窝无线系统中小区(200)分配频率的方法，所述小区(200)发送测量信号，所述蜂窝无线系统包括与所述小区(200)相邻的多个邻接小区(100)，所述小区(100、200)包括多个用户终端(102、202)和通过信道向小区(100、200)区域中的用户终端(102、202)提供服务的至少一个基站(101、201)，其特征在于，所述小区(200)测量为邻接小区(100)用户终端(102)提供服务所引起的信道的干扰场强，以及为所述小区(200)用户终端(202)提供服务的信道的场强，据此生成场强与干扰场强的比率，所述比率用于所述小区(200)中邻接小区(100)基站(101)所引起的干扰的概率分布的形成，所述概率分布用于为所述小区(200)分配适当的频率。
3. 根据权利要求1的方法，其特征在于，所述方法包括邻接小区(100)下行方向上测量信号所引起的干扰的概率分布的生成。
4. 根据权利要求1的方法，其特征在于，所述方法包括所述小区(200)上行方向上邻接小区(100)用户终端(102)所引起的干扰幅值的计算。
5. 根据权利要求4的方法，其特征在于，所述方法包括测量用户终端(202)的瞬时发射功率，利用得到的测量结果计算所述小区(200)的上行方向上邻接小区(100)的用户终端(102)所引起的干扰幅值。
6. 根据权利要求4的方法，其特征在于，所述方法包括测量为用户终端(102)提供服务的信道的质量，利用得到的测量结果计算所述小区(200)的上行方向上邻接小区(100)的用户终端(102)所引起的干扰幅值。
7. 根据权利要求6的方法，其特征在于，如果服务信道的质量比测得的服务信道场强差，则忽视或低估场强与干扰场强的比率。
8. 根据权利要求1的方法，其特征在于，根据邻接小区(100)中测量信号所引起的干扰的概率分布生成干扰概率矩阵和分离矩阵，所述矩阵用于为所述小区(200)分配频率。
9. 根据权利要求1的方法，其特征在于，位于所述小区(200)区域中的基站(201)测量从位于其区域中的用户终端(202)接收的信号强度，所述信号强度用于生成测得的场强的概率分布。
10. 根据权利要求9的方法，其特征在于，根据测得场强的概率分布以及邻接小区(100)中测量信号所引起的干扰的概率分布生成所述小区(200)的上行方向上邻接小区(100)的用户终端(102)所引起的干扰的概率分布。
11. 根据权利要求1或2的方法，其特征在于，为用户终端(102、202)提供服务的信道是BCCH或业务信道。
12. 根据权利要求2的方法，其特征在于，该方法包括所述小区(200)下行方向上邻接小区(100)基站(101)所引起的干扰的概率分布的生成。
13. 根据权利要求2的方法，其特征在于，该方法包括邻接小区(100)上行方向上小区(200)用户终端(202)所引起的干扰幅值的计算。
14. 根据权利要求2的方法，其特征在于，该方法包括测量用户终端(102)的瞬时发射功率，所述瞬时发射功率用于计算邻接小区(100)上行方向上该小区(200)用户终端(202)所引起的干扰。
15. 根据权利要求2的方法，其特征在于，根据所述小区(200)中邻接小区(100)基站(101)所引起的干扰的概率分布生成干扰概率矩阵和分离矩阵，所述矩阵用于为所述小区(200)分配频率。
16. 根据权利要求2的方法，其特征在于，邻接小区(100)基站(101)测量从位于其区域中的用户终端(102)接收的信号强度，所述信号强度用于生成测得的场强的概率分布。
17. 根据权利要求16的方法，其特征在于，根据测得场强的概率分布以及所述小区(200)中邻接小区(100)基站(101)所引起的干扰的概率分布生成邻接小区(100)的上行方向上所述小区(200)的用户终端(202)所引起的干扰的概率分布。
18. 一种蜂窝无线系统，包括围绕某小区(200)的多个邻接小区(100)，以及从所述小区(200)发送测量信号给邻接小区(100)的装置(204)，所述小区包括多个用户终端(102、202)，以及通过信道向小区(100、200)区域中的用户终端(102、202)提供服务的至少一个基站(101、201)，其特征在于，它包括测量干扰场强的第一场强测量装置(301)，测量为用户终端(102、202)提供服务的信道场强的第二场强测量装置(302)，形成场强与干扰场强的比率的装置(305)，所述比率用于生成为该小区(100、200)分配适当频率过程中使用的干扰概率分布。
19. 根据权利要求18的蜂窝无线系统，其特征在于，第一场强测量装置(301)测量从所述小区(200)发射到邻接小区(100)的测量信号所引起的干扰场强。
20. 根据权利要求18的蜂窝无线系统，其特征在于，第一场强测量装置(301)测量为邻接小区(100)用户终端(102)提供服务的信道所引起的干扰场强。
21. 根据权利要求18的蜂窝无线系统，其特征在于，装置(305)根据场强与干扰场强的比率生成邻接小区(100)下行方向上测量信号所引起的干扰的概率分布。
22. 根据权利要求18的蜂窝无线系统，其特征在于，装置(305)根据场强与干扰场强的比率生成所述小区(200)下行方向上邻接小区(100)基站所引起的干扰的概率分布。
23. 根据权利要求18的蜂窝无线系统，其特征在于，它包括计算装置(306)，用以计算干扰幅值。
24. 根据权利要求23的蜂窝无线系统，其特征在于，计算装置(306)计算所述小区(200)上行方向上邻接小区(100)用户终端(102)所引起的干扰幅值。
25. 根据权利要求23的蜂窝无线系统，其特征在于，计算装置(306)计算邻接小区(100)上行方向上所述小区(200)用户终端(202)所引起的干扰幅值。
26. 根据权利要求18的蜂窝无线系统，其特征在于，它包括装置(307)，用以根据干扰概率分布生成干扰概率矩阵和分离矩阵，所述矩阵用于为所述小区(100、200)分配频率。
27. 根据权利要求18的蜂窝无线系统，其特征在于，第一场强测量装置(301)，第二场强测量装置(302)，以及装置(303)在用户终端(102、202)中提供。
28. 根据权利要求18的蜂窝无线系统，其特征在于，为蜂窝无线系统中用户终端(102、202)提供服务的信道是BCCH或业务信道。
全文摘要
本发明涉及一种向蜂窝无线系统中小区(200)分配频率的方法，以及一种蜂窝无线系统，它包括围绕小区(200)的多个邻接小区(100)，以及从小区(200)发送测量信号给邻接小区(100)的装置(204)。这些小区包括多个用户终端(102、202)，以及通过信道向小区(100、200)区域中的用户终端(102、202)提供服务的至少一个基站(101、201)。该蜂窝无线系统包括测量干扰场强的第一场强测量装置(301)，测量为用户终端(102、202)提供服务的信道场强的第二场强测量装置(302)，以及形成场强与干扰场强的比率的装置(305)，该比率用于生成为该小区(100、200)分配适当频率过程中使用的干扰概率分布。
文档编号H04W16/10GK1240099SQ97180317
公开日1999年12月29日 申请日期1997年12月9日 优先权日1996年12月9日
发明者里斯托·莱帕宁, 帕特里·约尔马 申请人:诺基亚电信公司