[发明专利]用于减小无线蜂窝通信网络中室内小区干扰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线蜂窝通信网络。

背景技术

移动无线通信系统通常基于使得可以重用无线频率的蜂窝架构。例如GSM的传统蜂窝系统被设计成相邻小区使用不同的频率。只要小区分开并且信号强度校准，则将不会有有害的小区间干扰。第三代(3G)和3.5G移动通信网络主要是扩频系统，即，它们使用码分多址(CDMA)技术，通常结合时分多址(TDMA)和/或频分多址(FDMA)技术。相比较于TDMA和FDMA，在CDMA系统中，多个订户可同时使用相同的频带。由第三代合作伙伴计划(3GPP)规定的通用移动通信系统(UMTS)使用宽带CDMA，其是宽带直接序列码分多址(DS-CDMA)系统。数字、二进制订户信息在发射机中与由码生成器生成的扩频码链接。该处理被称为扩频。扩频码包括高码片率码序列。每个码信道具有其自身的码，并且通过使用正交扩频码来彼此区分所有的用户。由扩频所获得的信息被调制到载波频率。通过无线接口来传送宽带信号。接收机解调信号并且将得到的信息与在发射机中使用的相同的扩频码链接。该处理称为解扩，其恢复原始订户信息。通过向所有用户分配具有很小的(理论上是零的)互相关性的不同扩频码，甚至当使用很低的发射机功率时，可以在接收机处解扩信号并且提取针对每个用户的原始数据信号。这导致更为有效地使用可用的频率资源。相邻的小区可使用相同的频率，即，频率重用因子可以变为等于1。

在UMTS系统的架构设计期间，对用户环境的分集给予关注。除了范围从固定用户到行人直到很高车辆速率的不同移动性模式之外，室内、室外市区和室外乡村环境得到支持。为了提供世界范围内的覆盖并且实现全球漫游，针对UMTS开发了具有变化覆盖的四种不同区域的分层结构。三个较低的层形成陆地无线接入网络，UTRAN，而最高层包括覆盖整个行星的卫星。在UTRAN中，每个层由小区构成；层越低，则由小区覆盖的地理区域越小。因此，已经实施小型小区以支持更高的用户密集度。宏小区用于服务具有中度范围人口密集度的郊区和农村区域。宏小区的小区半径从几百米到几公里。微小区用于服务称为热点的区域。这些区域是市内区域、公共场所、体育场馆、室内环境等。微小区的服务半径从几十米到几百米，即，具有高用户密集度的相对小的区域并支持低度或中度移动性。微微小区用于服务室内办公环境，例如大的办公室、家庭住户、百货商店等。微微小区的服务半径是几十米的量级，即，具有高用户密集度的小区域并支持低度移动性。应该注意到小区大小仅是示例。

在CDMA系统中，由于许多订户在相同的频带上传输并且相同的频率原则上可用于每个小区(半径＝1)，因此每个用户可对其他用户造成干扰。CDMA系统的容量主要受(小区间和小区内)干扰电平(level)的限制。因此，有效的功率控制用于限制干扰并且优化系统容量。

在CDMA系统中，可能存在室外和室内小区之间的上行链路干扰的有关问题。图1示出该问题。假设基站BTS 100、101和104操作在相同的频带上。基站101和104被设计并且配置成用于室内目的。当相比较于室外BTS 100的传输功率时，BTS 101和104的下行链路传输功率相对较低。根据当前的WCDMA规范，用户设备UE基于公共导频信道(CPICH)的接收信干比(SIR)来选择小区的有效集。小区的有效集表示UE与其具有连接的一组小区。如现有技术中已知，尽管UE通常每次与一个基站通信，但由于事实上所有的小区使用相同的频率，所以UE可以在软切换期间与两个或更多个基站通信；例如在移动台进入到两个或三个小区之间的边界区域的情况中。在软切换期间，小区有效集中的每个基站接收来自UE的传输，对其进行解扩并且将信息转发到控制网元，例如无线网络控制器(RNC)。RNC合并该信息并且将其转发到例如核心网络(CN)。该过程逐帧实施。检测的质量是评估的基础。仅使用高质量帧中的信息。由于软切换中附加信号的接收造成的增益也被称为宏分集。

在图1所示的例子中，室外UE 102没有注意到室内基站101和104，由于这些基站的传输功率很低并且建筑物墙壁500和501分别衰减了基站101和104的下行链路信号覆盖201和202。因此，室外UE 102仅建立与室外BTS 100的连接。然而，需要室外UE 102的上行链路传输功率较高以维持所需的上行链路覆盖401。结果是，室外UE 102在室内BTS 101和104处生成高干扰电平，由此造成具有与室内BTS 101连接的室内用户设备UE 103的传输功率的增加。该现象导致上行链路方向上小区间干扰的增加，这对于系统容量来说是关键的。