專利名稱：控制基站的方法和基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)用于控制一蜂窩無線通信系統(tǒng)中所用基站的方法，該蜂窩無線通信系統(tǒng)使用TDMA復(fù)用多址技術(shù)并包含終端，扇區(qū)和至少一個(gè)基站，基站發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)載波，并包含一定數(shù)量的基帶部件和至少一個(gè)發(fā)送器/接收器單元，基站通過一個(gè)以時(shí)隙來傳送信息的數(shù)字傳輸線與系統(tǒng)的其余部分相連。
現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)熟知蜂窩無線通信系統(tǒng)中向無線路徑發(fā)送數(shù)據(jù)和從無線路徑接收數(shù)據(jù)的基站收發(fā)器(即BTS)。基站從發(fā)送路徑所接收的數(shù)據(jù)流已經(jīng)被分成包含時(shí)隙的幀。時(shí)隙包含以數(shù)字形式表示的不同信道上的數(shù)據(jù)?；疽呀?jīng)以合適的方式處理了幀中時(shí)隙所含的數(shù)據(jù)，被處理的數(shù)據(jù)經(jīng)過基站環(huán)節(jié)被分配至位于蜂窩無線通信系統(tǒng)的一個(gè)蜂窩中一扇區(qū)不同部分的用戶終端。已知的方案中，固定時(shí)隙分配設(shè)置決定了分配至不同載波的信道和扇區(qū)。
然而因?yàn)榉峙湓O(shè)置已經(jīng)固定，改變基站所接收的信道分配設(shè)置并不容易。因?yàn)楹茈y改變分配設(shè)置，不可能充分有效地或者靈活地利用發(fā)送路徑容量。上面所提出的意味著發(fā)送路徑上的數(shù)據(jù)設(shè)備不能很快地或者充分有效地滿足使用該發(fā)送路徑的其它設(shè)備的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中將信道分配至不同扇區(qū)需要改變基站中發(fā)送設(shè)備的分配設(shè)置，這是很困難的也是很慢的，因?yàn)樾枰謩?dòng)改變設(shè)置。分配來自發(fā)送設(shè)備的時(shí)隙是很必要的即使那時(shí)基站不能使用所分配的信道。考慮到網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)有時(shí)會(huì)加重而且變化不規(guī)則，設(shè)備在基站中分配了許多容量，這增加了費(fèi)用。然而，已經(jīng)證明很難改變網(wǎng)絡(luò)的信道結(jié)構(gòu)以使網(wǎng)絡(luò)能在所有負(fù)載下靈活地工作。
所以本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一方法，通過該方法，能盡可能靈活地和有效地將發(fā)自發(fā)送方向的信道分配至無線路徑。
該目的通過在介紹中提出的方法來實(shí)現(xiàn)，其特征在于時(shí)隙被按照需要分配至不同的載波，和其特征在于基帶部件被按照需要分配至不同的扇區(qū)。
本發(fā)明還涉及一個(gè)蜂窩無線通信系統(tǒng)中所用的基站，該蜂窩無線通信系統(tǒng)使用TDMA復(fù)用多址技術(shù)并包含終端，扇區(qū)，一傳輸線和至少一個(gè)基站，基站發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)載波，并包含一定數(shù)量的基帶部件和至少一個(gè)發(fā)送器/接收器單元，基站通過一個(gè)以時(shí)隙來傳送信息的數(shù)字傳輸線與系統(tǒng)的其余部分相連。
根據(jù)本發(fā)明的接收器的特征在于包括按照需要將時(shí)隙分配至不同載波的控制方法，和將基帶部件分配至不同扇區(qū)的控制方法。
使用根據(jù)本發(fā)明的方法，已知技術(shù)所涉及的對信道分配設(shè)置的重新構(gòu)造可以避免。該方法中，基站將在基站處從它的發(fā)送模塊，即分配裝置，中以時(shí)隙接收的信道分配至基站發(fā)送的任一載波中。它的結(jié)果是，根據(jù)本發(fā)明的方法將使蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，特別是GSM網(wǎng)絡(luò)變得更靈活和更容易維護(hù)。
根據(jù)本發(fā)明的基站還有一些優(yōu)點(diǎn)?；緦⒃诨痉峙溲b置中接收的時(shí)隙分配至那些在任何時(shí)候均需要容量的扇區(qū)。基站的基帶部件可以分配給基站的不同扇區(qū)?；镜臒o線電模塊，即發(fā)送器/接收器單元，能處理幾個(gè)載波。以此方式，可以減少基站中部件的數(shù)量，由此降低構(gòu)造一個(gè)網(wǎng)絡(luò)所需的費(fèi)用。基站控制分配裝置中時(shí)隙設(shè)置的開關(guān)狀態(tài)，從而一個(gè)變?yōu)榭臻e的時(shí)隙能為正在尋找連接的其它終端能使用。根據(jù)本發(fā)明的方案不包含固定的時(shí)隙分配設(shè)置，而是動(dòng)態(tài)地改變分配設(shè)置。
下面，參考例子和附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的基站RX接收側(cè)的結(jié)構(gòu)，圖2是根據(jù)本發(fā)明的基站TX發(fā)送側(cè)的結(jié)構(gòu)，圖3是根據(jù)本發(fā)明的基站發(fā)送器/接收器單元的結(jié)構(gòu)，圖4說明根據(jù)本發(fā)明的基站中的分配裝置和控制裝置如何與基站相連，和圖5說明了根據(jù)本發(fā)明的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。
圖1說明了蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中基站的接收，即RX側(cè)。接收側(cè)包含一個(gè)天線11，一組發(fā)送器/接收器單元，即RF單元12，和混合A/D轉(zhuǎn)換器和解調(diào)器部分13。接收側(cè)還包含一第一數(shù)據(jù)總線14以及濾波器部分15和基帶部件16。在圖示情形下，基站天線11從無線路徑接收的信號(hào)經(jīng)過發(fā)送器/接收器單元12與混合A/D轉(zhuǎn)換器和解調(diào)器部分13相連?；旌螦/D轉(zhuǎn)換器和解調(diào)器部分13經(jīng)過第一數(shù)據(jù)總線14與連于基帶部件16的濾波器部分15相連。
蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中基站從無線路徑接收的無線電信號(hào)首先到達(dá)基站的天線11。蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)包括一些可以被分成不同扇區(qū)的小區(qū)。位于扇區(qū)的終端處于向該扇區(qū)發(fā)送的基站的覆蓋范圍內(nèi)。圖示的方案中，基站天線11接收來自不同扇區(qū)的信號(hào)。如果終端位于與多個(gè)其它終端連接的相同扇區(qū)中時(shí)，基站天線11處理幾個(gè)不同的載波。附圖表明，天線11接收的信號(hào)經(jīng)過天線電纜被送至發(fā)送器/接收器單元12，在發(fā)送器/接收器單元12中，從信號(hào)中形成一中頻信號(hào)，即IF信號(hào)。IF信號(hào)包含一些不同信道所含的數(shù)據(jù)。在發(fā)送器/接收器單元12中形成的信號(hào)還被送至A/D轉(zhuǎn)換器和解調(diào)器部分13以使輸入的模擬信號(hào)被解調(diào)和轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。所得的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過第一數(shù)據(jù)總線14被送至信道選擇性濾波器部分15以使數(shù)字信號(hào)中的不利特征被濾除。此后，濾波信號(hào)被送至基帶部件16以對該信號(hào)執(zhí)行各種處理，如解碼。
圖2說明了蜂窩無線通信系統(tǒng)中基站的發(fā)送側(cè)，即TX側(cè)。發(fā)送側(cè)包含一天線21，發(fā)送器/接收器單元22,D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器部分23，一第一數(shù)據(jù)總線24和基帶部件25。根據(jù)圖示，與基站發(fā)送側(cè)相連的信號(hào)首先進(jìn)入基帶部件25，然后信號(hào)從基帶部件25經(jīng)過第一數(shù)據(jù)總線24進(jìn)入混合D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器部分23。信號(hào)被從D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器部分23送至發(fā)送器/接收器單元22，并進(jìn)一步經(jīng)過天線電纜被送至天線21，信號(hào)再從天線21經(jīng)過無線路徑被進(jìn)一步送至扇區(qū)中的終端。在根據(jù)本發(fā)明的方案中，基站包含兩個(gè)天線21，兩個(gè)均向各自的扇區(qū)發(fā)送信號(hào)。
在根據(jù)圖2的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中基站發(fā)送側(cè)的基帶部件25中，信號(hào)被進(jìn)行了各種處理，包括編碼，復(fù)用和形成幀?；鶐Р考?5中被處理的信號(hào)被送至第一數(shù)據(jù)總線24，再經(jīng)過它被送至D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器部分23。D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器部分23從第一數(shù)據(jù)總線24選擇一個(gè)信號(hào)進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換和調(diào)制。發(fā)送器/接收器單元22從D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器部分23中接收的模擬信號(hào)包含幾個(gè)調(diào)制頻率，即信號(hào)包含由幾個(gè)信道組成的數(shù)據(jù)。信號(hào)在發(fā)送器/接收器單元22中被放大，然后經(jīng)過天線電纜被送至天線21再被發(fā)送至無線路徑。第一數(shù)據(jù)總線24使從基帶部件23中接收的信號(hào)能夠經(jīng)過基站中任一發(fā)送器/接收器單元22被發(fā)送至無線路徑。被發(fā)送至無線路徑的信號(hào)被位于蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)小區(qū)的一扇區(qū)中的終端所接收。
圖3說明了基站中發(fā)送器/接收器單元12,22的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在接收方向上，發(fā)送器/接收器單元12包含一個(gè)RX放大器17，一個(gè)本地振蕩器19，一個(gè)由本地振蕩器19控制的混頻器18和一帶通濾波器20。在接收方向上，從天線11接收的信號(hào)被送至放大器17，在放大器17中，經(jīng)過無線路徑和天線電纜而衰減的信號(hào)被放大。本地振蕩器19用于控制混頻器18?；祛l器18用于對從RX放大器17中接收的信號(hào)進(jìn)行整形。整形信號(hào)被從混頻器18送至帶通濾波器20以濾波信號(hào)。在濾波中，例如，在接收帶外的信號(hào)和不包含任何重要信息的信號(hào)被從信號(hào)中去掉。將進(jìn)一步被送至A/D轉(zhuǎn)換器13的濾波信號(hào)被稱作中頻信號(hào)，即IF信號(hào)。IF信號(hào)是一個(gè)寬帶信號(hào)，它包含幾個(gè)時(shí)分多址(TDMA)信道。
發(fā)送器/接收器單元22的發(fā)送側(cè)包含一個(gè)TX放大器27，一個(gè)本地振蕩器29，一個(gè)混頻器28。在發(fā)送方向上，一個(gè)包含幾個(gè)不同頻率的模擬信號(hào)被從D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器部分23送至發(fā)送器/接收器單元22。信號(hào)被送至由本地振蕩器29控制的混頻器28中，然后用于調(diào)制載波。從混頻器28中得到的信號(hào)被進(jìn)一步送至在其中信號(hào)被放大的TX放大器27。被放大的信號(hào)然后經(jīng)過天線電纜被送至天線21，再進(jìn)一步被送至位于蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)小區(qū)的一扇區(qū)中的終端。
圖4是包含一第一數(shù)據(jù)總線24，和D/A轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器部分23以及經(jīng)過它而相連的基帶部件25的基站的框圖。此外，基站包含一第二數(shù)據(jù)總線26和經(jīng)過它與基帶部件25相連的分配裝置31。在所提的基站方案中，一組基帶部件25能夠處理一個(gè)載波所含的信道，一般為8個(gè)。一個(gè)載波也可以有更多的信道。例如，如果基站工作在一半速率方式，發(fā)送的載波可以有16個(gè)信道。根據(jù)附圖，分配裝置31，例如，從利用例如PCM技術(shù)(PCM=脈沖編碼調(diào)制)的PSTN網(wǎng)絡(luò)(公用電話網(wǎng))接收信號(hào)。輸入到分配裝置31的信號(hào)也可能，例如，來自基站控制器(即BSC)。
在提出的框圖中，基帶部件25組成一個(gè)信道組，即一組，在其中通過基帶部件25的信道可以自由地與基站的任一扇區(qū)相連。以此方式，能夠減少基站中部件的數(shù)目，這將減少費(fèi)用。上面所述意味著基站綜合有效地利用了無線信道。綜合利用信道時(shí)，并不同時(shí)使用所有不同扇區(qū)的信道。這意味著可以輕松地將所有信道的容量分配給多個(gè)用戶。根據(jù)本發(fā)明的方案，發(fā)送器/接收器單元22處理多個(gè)載波，這能使基站結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡化，特別是使用了本發(fā)明的分配時(shí)隙的方法時(shí)。在優(yōu)選情形下，扇區(qū)僅僅需要一個(gè)發(fā)送器/接收器單元22來處理要發(fā)送至扇區(qū)的所有載波。
根據(jù)圖4的方案，基站控制分配裝置31中的信道分配?；景瑢⒎峙溲b置31中接收的信道分配給不同載波的控制裝置32。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的方案，基站在任何時(shí)刻能為待發(fā)送的載波中的時(shí)隙定義一個(gè)有利位置，所以能夠得到一最靈活的基站方案。分配裝置31由基站的控制裝置32控制，它將信道分配給正確的扇區(qū)時(shí)，無需預(yù)定分配設(shè)置。這樣，由基站的基帶部件25所接收的時(shí)隙，或者其中的信道可以被自由地安排給任何載波或者扇區(qū)。
圖5是包含了兩個(gè)小區(qū)80和81的一蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)。小區(qū)80包含一基站100。小區(qū)80分成四個(gè)扇區(qū)51-54。在圖示情形中，基站100包含四個(gè)天線61-64，每一個(gè)的方向?qū)χ髯缘纳葏^(qū)51-54。扇區(qū)51-54組成了基站100的覆蓋范圍。在圖中的方案中，扇區(qū)51-54在它們的區(qū)域內(nèi)包含一組終端41-44。此外，基站100包括控制裝置32和分配裝置31。
小區(qū)81也包含一基站200。然而基站200僅包含一個(gè)方向朝著扇區(qū)55的天線65。扇區(qū)55也在基站200的覆蓋范圍內(nèi)包含一組終端45?；?00和基站200是互相連接的，例如經(jīng)過PSTN網(wǎng)70?；?00,200的分配裝置31接收的信號(hào)70可能來自例如基站控制器。
圖5所示蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中的基站利用了根據(jù)本發(fā)明的方案?；?00中天線61-64中每一個(gè)均從它們相應(yīng)的扇區(qū)51-54發(fā)送和接收信號(hào)?；?00中用于發(fā)送和接收載波的發(fā)送器/接收器單元12,22已經(jīng)與每一天線61-64相連。蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)還在每一扇區(qū)51-54，即基站的覆蓋范圍內(nèi)，包含終端41-44，其數(shù)目并不固定而是隨時(shí)間而變。終端41-44經(jīng)過基站100與終端45，例如位于小區(qū)81的扇區(qū)55中，進(jìn)行通信。
為了理解這一點(diǎn)，假定在圖5所示方案中，小區(qū)80的每一扇區(qū)51-54中首先有八個(gè)終端41-44，終端與例如小區(qū)81的扇區(qū)55中的終端45進(jìn)行通信。在如圖的基站100中，每一發(fā)送器/接收器單元12,22首先僅向每一扇區(qū)51-54發(fā)送一個(gè)載波，由此發(fā)送的載波沒有多余的容量來發(fā)送更多的信道?；?00的控制裝置32控制分配裝置31的時(shí)隙設(shè)置，以使如果需求增加時(shí)基站100能夠給扇區(qū)51-54中的終端41-44分配更多的時(shí)隙。如果需要附加的容量，控制裝置32還能命令基站100采用足夠數(shù)量的載波以便能發(fā)送附加容量所需的信道。如果扇區(qū)51-54中的終端41-44中斷了連接，在控制裝置32的控制下，基站100的分配裝置31釋放以前暫時(shí)分配給例如終端41-44的持續(xù)連接的時(shí)隙。同時(shí)，不再發(fā)送再不需要的載波。所以，分配裝置31沒有固定的時(shí)隙設(shè)置。在改變基站100覆蓋范圍內(nèi)，即扇區(qū)51-54內(nèi)的終端41-44的連接數(shù)目時(shí)，基站100被告知改變了的情形，并根據(jù)改變的情形，基站100通過控制裝置32控制分配裝置31。
參考圖5，進(jìn)一步假定蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的扇區(qū)51中有8個(gè)終端41，并與基站200覆蓋范圍55內(nèi)的終端45進(jìn)行通信。扇區(qū)51中的終端41使用到基站的信號(hào)70中的時(shí)隙TS1-TS8(TS=時(shí)隙)。每一時(shí)隙能夠在扇區(qū)51中的終端41與扇區(qū)55中的終端45之間承載一個(gè)信道。當(dāng)終端41之一中斷連接時(shí)，在控制裝置32的控制下，分配裝置31釋放該終端41的時(shí)隙設(shè)置。如果扇區(qū)51中的所有終端41均中斷了連接時(shí)，時(shí)隙TS1-TS8又能夠重新為扇區(qū)51-54中的終端41-44所用。例如，如果要發(fā)送至扇區(qū)52的載波中的所有信道均已經(jīng)被使用，在基站100的控制裝置32的控制下，扇區(qū)52將有更多的載波可以使用，其中可以例如在上面釋放的時(shí)隙TS1-TS8中向前發(fā)送信道。所以，可以避免固定的和不靈活的時(shí)隙設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的方案，即使負(fù)載變化很大，網(wǎng)絡(luò)也不會(huì)阻塞。
盡管上面參考附圖描述了本發(fā)明，很明顯本發(fā)明不局限于此，而是在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以發(fā)生很多變化。
權(quán)利要求
1．一個(gè)用于控制一蜂窩無線通信系統(tǒng)中所用基站(100,200)的方法，該蜂窩無線通信系統(tǒng)使用TDMA復(fù)用多址技術(shù)并包含終端(41-45)，扇區(qū)(51-55)和至少一個(gè)基站(100,200)，基站發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)載波，并包含一定數(shù)量的基帶部件(16,25)和至少一個(gè)發(fā)送器/接收器單元(12,22)，基站通過一個(gè)以時(shí)隙來傳送信息的數(shù)字傳輸線(70)與系統(tǒng)的其余部分相連，其特征在于時(shí)隙被按照需要分配至不同的載波，還在于根據(jù)需要將基帶部件(16,25)分配至不同的扇區(qū)(51-55)。
2．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于時(shí)隙被分配至不同的載波，以使一個(gè)載波包含的時(shí)隙不多于8個(gè)。
3．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于時(shí)隙被分配至不同的載波，以使一個(gè)載波包含的時(shí)隙不多于16個(gè)。
4．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于基帶部件(16,25)被分配，以使經(jīng)過相同基帶部件(16,25)路由的時(shí)隙被發(fā)送至不同扇區(qū)(51-55)。
5．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于一個(gè)發(fā)送器/接收器單元(12,22)處理多個(gè)載波。
6．如權(quán)利要求1的方法，其特征在于一個(gè)發(fā)送器/接收器單元(12,22)處理所有發(fā)送至相同扇區(qū)(51-55)的載波。
7．一個(gè)蜂窩無線通信系統(tǒng)中所用的基站(100,200)，該蜂窩無線通信系統(tǒng)使用TDMA復(fù)用多址技術(shù)并包含終端(41-45)，扇區(qū)(51-55)，一個(gè)傳輸線(70)，和至少一個(gè)基站(100,200)，基站發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)載波，并包含一定數(shù)量的基帶部件(16,25)和至少一個(gè)發(fā)送器/接收器單元(12,22)，基站通過一個(gè)以時(shí)隙來傳送信息的數(shù)字傳輸線(70)與系統(tǒng)的其余部分相連，其特征在于基站(100,200)包含根據(jù)需要將時(shí)隙分配至不同載波和將基帶部件(25)分配至不同扇區(qū)(51-55)的控制裝置(32)。
8．如權(quán)利要求6的基站(100,200)，其特征在于控制裝置(32)被組織成控制至不同載波的時(shí)隙分配，以使以使一個(gè)載波包含的時(shí)隙不多于8個(gè)。
9．如權(quán)利要求6的基站(100,200)，其特征在于控制裝置(32)被組織成控制至不同載波的時(shí)隙分配，以使以使一個(gè)載波包含的時(shí)隙不多于16個(gè)。
10．如權(quán)利要求6的基站(100,200)，其特征在于基帶部件被有組織地分配，以使經(jīng)過相同基帶部件(16,25)路由的時(shí)隙被發(fā)送至不同扇區(qū)(51-55)。
11．如權(quán)利要求6的基站(100,200)，其特征在于基站(100,200)包含控制裝置(32)控制的以分配時(shí)隙的分配裝置(31)。
12．如權(quán)利要求9的基站(100,200)，其特征在于分配裝置(31)有組織地將時(shí)隙分配至不同的基帶部件(16,25)。
13．如權(quán)利要求9的基站(100,200)，其特征在于控制裝置(32)有組織地控制分配裝置(31)的時(shí)隙設(shè)置。
14．如權(quán)利要求6的基站(100,200)，其特征在于一個(gè)發(fā)送器/接收器單元(12,22)處理多個(gè)載波。
15．如權(quán)利要求6的基站(100,200)，其特征在于一個(gè)發(fā)送器/接收器單元(12,22)處理所有在一個(gè)載波中發(fā)送的信道。
全文摘要
本發(fā)明涉及控制一個(gè)基站的方法和一個(gè)蜂窩無線通信系統(tǒng)中所用的基站,該蜂窩無線通信系統(tǒng)使用TDMA復(fù)用多址技術(shù)并包含終端,扇區(qū)和至少一個(gè)基站,基站發(fā)送一個(gè)或者多個(gè)載波,并包含一定數(shù)量的基帶部件和至少一個(gè)發(fā)送器/接收器單元,基站通過一個(gè)數(shù)字傳輸線與系統(tǒng)的其余部分相連。數(shù)字傳輸線中,以時(shí)隙來傳送信息?；景鶕?jù)需要將時(shí)隙分配至不同載波和根據(jù)需要將基帶部件分配至不同扇區(qū)的控制裝置。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1212800SQ97192695
公開日1999年3月31日 申請日期1997年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月1日
發(fā)明者阿托·詹提, 朱卡·佩爾托拉 申請人:諾基亞電信公司