CN1282499A - 向无线电站分配频道的方法和无线电通信系统 - Google Patents

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Abstract

在本发明的方法中从第一个无线电站向第二个无线电站发送信令信号,其中信令信号包括关于频道数字和频带带宽的信息,和其中不仅频道数字而且频带带宽是以共同的标准带宽为基础的。信令信号被第二个无线电站接收和被信令化的频带被利用作为发送或接收。关于频道数字和频道带宽的规定在具有多个相互没有联系的频带的和不同用途频带的无线电通信系统中用很少的信令化费用也可以规定准备使用的频道。

Description

向无线电站分配频道的 方法和无线电通信系统
本发明涉及到向无线电站分配频道的方法和无线电通信系统，特别是包括有很多有时相互没有联系的频带的无线电通信系统。
在无线电通信系统中消息(例如语言，图象信息或者其它数据)是借助于电磁波经过无线电接口传输的。此时电磁波的发射是用载波频率进行的，载波频率是在为各个系统安排的频带上。在GSM(全球移动通信系统)上载波频率是在频域为900MHz、1800MHz或者1900MHz，此时其它标准(NMT，IS-95等)又利用同样的或者利用附加的频带。对于未来的无线电通信系统，例如UMTS(通用移动无线电通信系统)或其它第3代的系统将频率安排在大约为2000MHz的频带上。
在发送和接收的无线电站之间存在无线电接口，经过无线电接口借助于电磁波进行数据传输。在DE 197 33 336中已知一种无线电通信系统，这种无线电通信系统利用CDMA-用户分离方法(CDMA码分多址)，其中在无线电接口上附加有时分多址-用户分类方法(TDMA时分多址)。在接收方使用一种JD-方法(JD联合检测)，以便当知道多个用户的扩展编码情况下改善被传输数据的检测。
从GSM移动无线电通信网络中已知，为了向移动站分配频道从基站向移动站发送一个数字，这个数字是固定的标准带宽200kHz的几倍，在上行方向准备选择的频带，例如对于GSM 900频带为890-914MHz内的数字为0...123。这个编号只适用于这个频带，并且适用于GSM 1800频带的编号为512...885，在其它的GSM-频带上，例如对于PCS 1900或者用其它传输方法的移动无线电通信网络的编号图是不明确的，或者在其它标准上有其它的定义。
在多模式移动站或在未来第三代移动无线电系统的移动站上这导致了多种解释，因为可以提供多个频带并且有时提供不同的频带带宽。
因此本发明的任务是，提出一种方法和一种无线电通信系统，这些方法和系统简化了向移动站分配频道。此任务是通过具有权利要求1特征的方法和具有权利要求11特征的无线电通信系统解决的。有利的扩展结构从从属权利要求中获悉。
按照本发明的方法中，为了向无线电通信系统的移动站分配频道从第一个无线电站将信令信号发送给第二个无线电站，其中信令信号包括关于频道数字和频带带宽的信息，并且其中不仅频道数字而且频带带宽是建立在共同的标准带宽基础上的。信令信号被第二个无线电站接收和被信令化的频道利用作为发送和接收。规定频道的数字和带宽也在具有多个相互没有联系的频带的无线电通信系统中用明确的方法规定准备使用的频道。此时在单个频带上的传输方法是任意的。一个另外的优点在于，没有必要从预先定义的唯一的带宽出发，而可以按照相应的要求分配带宽和将带宽信令化。因此分配变得非常灵活。
按照一个有利的结构，将带宽等于标准带宽或标准带宽的几倍。因此使信令变得简单了，因为带宽可以用乘以标准带宽的整数进行信令化。如果在信令信号中缺少关于带宽的信息时，第二个无线电站按照本发明的另一个特点选定标准带宽作为准备使用的带宽。这对于不同代的无线电通信系统的部件下行方向的兼容性是特别重要的。这样例如GSM-移动无线电通信网络的基站只发送规定频带数字的数，这个数也被移动站处理，移动站按照本发明期待着频道分配。按照本发明的简图可以用已经存在的信令化机理进行实施。
按照本发明的其它有利的结构，数字规定了一个频道，这个频道与基频有一个距离，这个距离等于标准带宽或者是它的几倍。因此有可能，将信令化限制在整数上，这个整数与标准带宽相乘并且给基频配以一个偏置量可以明确的描述频道。此时数字规定了频道的开始(最小或最大的频率)或者频道的中间。可以将基频附加信令化，然而有利的是基频是在两个无线电站中定义和存储的。因此不需要另外的信令化费用。此时频带的数字化必须不是从零开始，然而可预先规定的数字范围也可以有利的分配给单个的频域。
确定标准带宽有多种可能性。如果要求GSM移动无线电通信网络迁移，这样最好标准带宽等于200kHz。如果引入其它网络，这个网络使用最小的频道带宽，则最好标准带宽等于不同的无线电通信系统网络中的最小载波带宽。如果不同的准备使用的带宽没有返回到最小的共同的分配器上，这样标准带宽等于常常期望的带宽。因此对于这些常常出现的情况，信令化最简单。可以有选择地从多个提供使用的带宽中选定带宽进行信令化。如果只有很少带宽提供作为选定，则只需要几个比特用于信令化。
借助于附图详细叙述本发明的实施例。
附图表示
附图1          移动无线电通信网络的方框图，
附图2，3，4    无线电通信系统频带的分组，
附图5          无线电接口的帧结构简图，
附图6          无线电块的结构的简图，
附图7          信令信号的结构，和
附图8          无线电频道的分配过程。
在附图1上表示的无线电通信系统的结构相当于已知的GSM移动无线电通信网络，这是由很多相互构成网络的移动交换站MSC组成的以及与固定网络PSTN建立了入口。此外这些移动交换站MSC与各自至少一个基站监控器BSC相连。每个基站监控器BSC又与至少一个基站BS有可能建立通信连接。这样的基站BS是无线电站，经过无线电接口可以与移动站MS建立无线电连接。
在附图1上例如表示了三个无线电连接V1...V3，用于在三个移动站MS和一个基站BS之间传输有用信息ni和信令信息si，此时分配给移动站MS两个数据频道DK1和DK2和分配给其它的移动站各自一个数据频道DK3以及DK4。运行和维护中心0MC对于移动站及其部件实现监控-和维护功能。这种结构的功能性按照本发明被无线电通信系统所利用；这种功能性也可以转移到其它的无线电通信系统中，在其上也可以使用本发明。
基站BS与由三个单个发射器组成的天线装置AE相连。每个单个发射器对准由基站BS供应的无线电小区的一个区域进行发射。然而也可以选择使用比较多的单个发射器(按照匹配的天线)，这样也可以使用按照SDMA-方法(空分多址)的空间用户分离方法。
基站BS提供给移动站MS关于停留区(LA位置区域)和关于无线电小区(无线电小区标志)的管理信息。将管理信息同时经过天线装置的所有单个天线进行发射。
基站BS和移动站MS之间的有用信息ni和信令信息si的通信连接V1...V3处于多路径发射，多路径发射例如是由建筑物上的反射附加在直接发射路径上引起的。人们从移动站MS的移动出发，则多路径发射与其它干扰共同导致，在接收的移动站MS上用户信号的不同发射路径上的信号成分与时间有关的重叠在一起。此外从这里出发，不同基站BS的用户信号在接收地方在一个频道上重叠成为一个接收信令rx。
为了可以建立和保持与有用信息ni和信令信息si的通信连接V1...V3，有必要分配一个频道。以下将频道只用准备使用的载波频率和带宽来标志。在这里不专门叙述时隙和/或CDMA编码的分配。用于分配频道的信令同样被频道的移交信号和被频道的通知在管理信息的意义上所利用。
频道从按照附图2至附图4的频谱中获悉。在附图上给出了被无线电通信系统使用的多个频带。这些频带相互没有联系，其中按照本发明也可以表示相互有联系的频带。值得注意的是，不同的频带没有必要非得分配给一个移动站或者从属于一个标准。有可能任意分配。在实施例中是以一种解决方法为基础的，这种解决方法包括了频带为GSM 900。GSM 1800，PCS 1900和UMTS。
将标准带宽sbw确定为200kHz，这相当于GSM移动无线电标准定义的带宽。此外定义了一个基频fbez，这在附图2上对应于每个频带的最小可使用的频率。在可使用的频带内将频道以200-kHz步距编号。在附图2上特别提出两个具体的频道。第一个频道位于GSM 900频带上，其带宽d2为200kHz和数字为d1=2。第二个频道位于UMTS频带上，其带宽为d2=8×200kHz，开始的数字为d1=1。其中频道的数字d1规定频道的最小频率。
在附图3上将所有频道连续编号，这些频道包括了在频带之间不可以利用的空隙。此外这种方法的区别是，将基频fbez表示为具有标准带宽sbw的频带的中间。又特别提出两个频道。频道的数字d1此时当然规定了频道的中间频率。
在附图4上频道的编号是这样进行的，将空隙排除在外和针对已经存在的移动无线电通信网络给予数字，见GSM 900和GSM 1800，也就是说利用了已经存在于编号系统中的空隙。此时频道的数字d1也可以明确地确定其带宽d2。例如数字d1=0至5和7至9隐含带宽为d2=200kHz和数字为d1=6隐含带宽为d2=1.6MHz。
从附图5中可以看到FDMA/TDMA/CDMA-传输方法的无线电接口的帧结构，这些按照本发明是特别有利可使用的。按照TDMA-组成是宽带频域的分布，例如带宽为8×sbw=1.6MHz安排在多个时隙ts，例如8个时隙ts1至ts8中。在用于传输有用数据安排的频道内，多个通信连接的信息是用无线电块传输的。按照FDMA(频分多址)组成分配给无线电通信系统多个频域。
按照附图6这个用于有用数据传输的无线电块是由具有数据符号d的数据部分组成的，在数据部分段上置入接收方已知的中间部分m。数据d是通信连接单独的用一个精细结构扩展的，一个扩展编码，这样接收方例如K数据频道DK1、DK2、DK3…DKK通过这个CDMA-组成是可以分离的。发送方将每个符号分配给每个数据频道DK1、DK2、DK3、...DKK一定的能量E。
数据d的单个符号是用Q块扩展的，在符号周期Ts内将周期Tc的子段Q传输。其中Q块构成为单独的扩展编码。中间部分m是由同样是周期为Tc的L个块组成的。此外在时隙ts内安排了周期为Tg的保护时间guard，用于补偿连续时隙ts的通信连接的不同的信号运行时间。这种无线电接口结构的优点是，不需要大的费用也可以将多个数据频道分配给一个通信连接。无线电块内的中间部分m使频道保护成为可能，如从TDMA-系统中已知的。
在宽带频域内连续的时隙ts是按照帧结构分组的。这样将八个时隙ts综合成为一个帧，此时将帧的一定的时隙构成为用于有用数据传输的频道，并且返回来又被通信连接的一个组利用。其它的频道，例如用于移动站MS的频率同步化或者时间同步化不在每个帧内，而是在预先规定的时间点上插入在一个多帧内。在这些频道之间的距离决定了无线电通信系统为此提供使用的容量。
例如无线电接口的参数如下：无线电块的周期         577μs每个中间部分m的块数    243保护时间Tg             32μs每个数据部分N的数据符号33符号周期Ts             6.46μs每个符号Q的块数        14块周期Tc               6/13μs
在上行方向(MS->BS)和下行方向(BS->MS)参数可以进行不同的调整。
频道分配是借助于信令信号sig1进行的。按照附图7a这个信令信号sig1包括两个数据部分d1和d2，其中d1规定了频道的一个数字和d2规定了带宽为标准带宽sbw的整倍数。如果在信令信号中缺少关于带宽的信息或者如果传输了无效的数值时，接收信令信号sigl的无线电站选定标准带宽作为准备使用的带宽。
在无线电通信系统中参与部件之间的信号交换可以从附图8中获悉。得到管理信息之后，其中也包括规定关于请求频道分配所使用的频道，移动站MS可以作为无线电小区中的第一个无线电站发送用于分配无线电技术资源的信号ra(随机存取)，这个信号被基站BS接收和向基站监控器BSC继续传送。基站监控器BSC作为向无线电站分配频道的装置处理这个信号ra。在信号ac中包括规定由移动站MS可以处理的频带，以及关于所要求的带宽或者所要求的服务，这样基站监控器BSC在注意这些要求和在无线电小区中现实可提供使用频带的负荷情况下进行频带分配。为此确定了频道的数字d1和带宽d2。
通过信令信号sigl将这些规定d1、d2经过基站BS向移动站MS发送。接收到信令信号sig1之后移动站MS作为第二个无线电站使用被信令化的频道对于其它的无线电通信在通信连接V1内用于发送和/或用分支用于接收。
其中应该注意的是，在信令信号sig1中或许只包括一个数值对d1和d2，这样对于相反传输方向的分支如在GSM-移动无线电系统中是固定的预先规定的。然而有时(附图7b)有可能，将两个传输方向自己的数值d1、d2和d1′、d2′进行信令化。如同在附图2上在频带之间没有进行连续编号时，信令信号sigl同样包括有关于基频fbez的规定(附图7c)。
其它的可能性在于(附图7d)，已经通过数字d1将频道这样分配，其带宽d2是确定的(见附图4)。此时将基频fbez的数据场用于新的分配方法的信令化上在已知的GSM-信号中使用。将这个信令信号sigl也可以集成在已知的GSM-信号的10比特之内。
在实施例中介绍的具有FDMA、TDMA和CDMA组合的移动无线电通信网络适合于对第三代系统的要求。特别适合于在已经存在的GSM移动无线电通信网络上实施，对于GSM-移动无线电通信网络只需要很少的改动费用。频道分配可以建立在已有的信令机理上，并且同时满足第三代的各种无线电通信系统的要求。

Claims (13)

1．向无线电通信系统的无线电站(MS，BS)分配频道的方法，在其中，
从第一个无线电站(BS)向第二个无线电站(MS)发送信令信号(sigl)，
-此时信令信号包括关于频道(d1)的数字(d1)和频道的带宽(d2)的信息，
-此时不仅频道的数字(d1)而且频道的带宽(d2)是以共同的标准带宽(sbw)为基础的，
信令信号(sigl)被第二个无线电站(MS)接收，
第二个无线电站(MS)利用被信令化的频道用于发送或接收。
2．按照权利要求1的方法，其中，
带宽(d2)等于标准带宽(sbw)或它的几倍。
3．按照上述权利要求之一的方法，其中，
如果在信令信号(sig)中缺少关于带宽(d2)的信息时，第二个无线电站(MS)选定标准带宽(sbw)作为准备使用的带宽(d2)。
4．按照上述权利要求之一的方法，其中，
数字(d1)规定了一个频道，这个频道与基频(fbez)有一个距离，基频等于标准带宽(sbw)或它的几倍。
5．按照权利要求4的方法，其中，
由数字(d1)规定了频道的开始(最小或者最大的频率)。
6．按照权利要求4的方法，其中，
由数字(d1)规定了频道的中间。
7．按照上述权利要求之一的方法，其中，
基频(fbez)是在两个无线电站(BS，MS)上定义的。
8．按照上述权利要求之一的方法，其中，
标准带宽(sbw)等于200kHz。
9．按照上述权利要求之一的方法，其中，
标准带宽(sbw)等于最常期望的带宽。
10．按照上述权利要求之一的方法，其中，
标准带宽(sbw)等于不同的无线电通信系统中的最小的载波带宽。
11．无线电通信系统
具有用于向无线电站(MS)分配频道的装置(BSC)，
具有第一个无线电站(BS)，这个无线电站通过装置(BSC)控制发送信令信号(sigl)，
-其中信令信号(sigl)包括关于频道(d1)的数字(d1)和频道带宽(d2)的信息，
-其中不仅频道的数字(d1)而且频道的带宽(d2)是以共同的标准带宽(sbz)为基础的，
具有第二个无线电站(MS)，用于接收信令信号(sigl)和利用被分配的频道用于发送或接收。
12．按照权利要求11的无线电通信系统，其中，
在无线电站(BS，MS)之间提供使用的频道不安排准备使用的频带。
13．按照权利要求11或12的无线电通信系统，其中，
提供给无线电站(BS，MS)使用的频道至少包括GSM-移动无线电网络的频带的一部分。
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