[发明专利]改进蜂窝式移动无线电通信系统中无线通信小区辐照的方法及其装置

说明书

本发明涉及一种用于改进蜂窝式移动无线电通信系统中无线电通信小区辐照(radio cell illumination)的方法。

蜂窝式移动无线电通信网的特征在于将所提供的区域分成许多小区，每个小区都具有一个固定站。每个小区被分配有一个由几个信道组成的信道组。这些信道是指下文的话音信道，也称之为业务信道，通过这些信道保持与移动台的话音或数据通信。因此，这些信道是用于双向传输的双工无线信道，即一对具有一固定双工间隔的频率。可以通过频率、时间或信号形状(编码)的准则或者通过这些准则的组合来分隔信道和同样的信道组。在下面，为了原则上不加以任何限制地描述本发明的方法，假设一个信道组由一个或多个(双工)频率组成，而各个信道以时间复用(时分多路复用)的形式工作在上述的一个频率上。术语“移动台”包括各种设备，因而也包括便携式和手持用户设备。

为了获得尽可能高的用户容量，在不同的结合区域中这些信道组可以被尽可能经常地重复使用，即在空间上尽可能邻近的小区中重复使用(频率重复或信道重复使用)。另一方面，还必须同时保证没有公共信道干扰以及相互间的通话干扰。一种小区布置中，分配给这些小区的信道组是彼此不同的，并且可以用对小区相同的信道组分配在空间上重复这种布置，而在区域上没有间隙。这种小区布置被称作一个区群。

图6示出了一种由六角形全小区构成的七维区群布置。在一个这样的全小区布置中，在所有情况下，全方位的发射机都设置在各小区的中心。

通信过程中，如果一个移动台从一个小区变到一相邻小区，则该系统必须执行一个转移程序。这一程序被称作“过区切换”(美国也称之为“过区传接”)。在图6的正常网络中，这样一个过区切换程序同时需要从一个固定站到另一个固定站的接续转换，和从当前小区的无线电信道向另一个邻接的小区的无线电信道的改变。在这一过程中，在小区的各个边界经常存在着不希望有的、带有失去接续风险的多重转换。

我们知道，利用与扇形天线的小区对应的扇形区(简称扇形小区)，对于同样大小的区群能够获得信噪比的改善，或者对于同样的信噪比，能够减小该区群的大小。图8和图7示出了具有扇形小区区群的例子。

图7示出一个具有60°扇形小区的网络。

图6中的每个六角形小区被60°的定向天线分成6个起独立小区作用的三角扇形区，它们在种种情况下都被分配有属于其自己的信道组。因此，在所示的六角形三维区群中配置有18个不同的信道组。其优于图6之处在于，对于近似相同的信噪比，因构成区群的小区数目较少(3个小区而不是7个小区)而提高了信道重复的容量。但是，由于是18个信道而不是7个信道，所以这一优点重又被较差的组增益所部分抵消。所需的冗余度，即该区域的每一点确确实实仅提供有一个信道组，是没有的。

图8示出一个具有9个偏菱形扇形小区的六角形三维区群；该扇形小区具有120°定向天线。每个扇形小区分配有如图7所示的自己的信道组，因而，这里的三维区群中需要9个信道组。然而，其信噪比比图7中的要差。这是因为公共信道小区的主射束方向处于一条线，而图7中它们是彼此偏离的。在这种网络中也没有提供冗余度。

图6、7和8的布置属于现有技术，因而，相应的区群都是公知的。

在区群10、13的外侧，利用相同的场强分布重复同样的布置，其中固定站1-9以能避免干扰(相同波长的幅度的放大和发射)的方式进行发射。

然而，使用上述区群10、13的布置，其缺点在于只有少量信道组能够使用，这限制了控制各自扇形小区内所设置的多个移动台的可能性。

公知的带扇形小区以及在这些扇形小区的边界区域内设置扇形天线的区群原理的另一个缺点是各扇形小区只有由设在边界区域内的固定站提供的不充足的辐照。移动台离固定台越远，接收质量就越差，同时它还受到来自邻近小区固定站的干扰影响。

此外，在图8的公知扇形小区中，难于实现所谓过区切换程序。因为，扇形小区仅由设置在边界区域内的固定台提供不充足的辐照，如果不将移动台过区切换到邻近扇形小区的固定站，移动台中所收到的场强可能会存在过大的起伏。因而过区切换程序是靠不住的，并且其定时是至关重要的。

本发明的目的是提供一种诸如上面提到的方法，以这种方法能够采用简单的、无干扰的过区切换程序来达到改进无线电通信小区的辐照的目的。