[发明专利]一种扩展的蜂窝单元工作区域

说明书

本发明涉及一种为移动无线电通信系统使用的基站，一种移动无线电通信方法，和一种扩展的蜂窝单元(cell)系统。

移动无线电通信系统一般是基于蜂窝式(cellular)无线电网络的，该网络包括一些基站，每个基站处理所有的与在各自的区域内的移动台的通信，这种区域被称为是蜂窝单元(cell)。通过设置(placing)基站以便各自的蜂窝单元的边界被相互邻接(adjacent)或重叠(overlap)，可以建立切换协议(handover protocols)以使移动台能够在蜂窝单元之间移动并继续一个呼叫而没有可察觉的迹象表明由一个基站处理的呼叫已经被传送(transferred)或移交(handed over)到另一个基站。由基站处理的呼叫被传递(passed)到相关联的移动交换中心(mobile switching centres)，该中心充当转换交换站(switching exchanges)并与其它网络的交换站(ex-changes)相连接(connect)，例如公共交换电话网络(PSTN)。

模拟式蜂窝(Analogue cellular)无线电系统现在正被更有效更复杂的数字式系统所代替。这种数字式系统其中之一就是特别移动组网(groupe speciale mobile)(GSM)数字式蜂窝(digital cellular)无线电系统。GSM系统过去从由欧洲邮政与电信委员会(the Com-mittee of European Posts and Telecoms)(CEPT)所建立的特别移动组网(groupe speciale mobile)所派生，并且当前正在欧洲和澳洲使用。GSM系统规范由超过100条的，由欧洲技术标准协会(theEuropean Technical Standard Institute)(ETSI)所管理的建议(recommendations)组成。GSM系统的无线接口(air interface)的一般描述在大英电信技术月刊(Br.Telecom Technology J.)第8卷1990年1月第1号的第31到43页由M.R.L.Hodges所写的″GSM无线电接口″一文所提供。

GSM系统基于时分多址(time division multiple access)(TD-MA)帧的传输(transmission)，每帧由8个577μs的时隙(timeslots)(TS)组成。为了保持系统的完整性，在一个基站(BS)和一个移动台(MS)之间的通信必须被同步。为了保持当一个移动台在一蜂窝单元中移动时的同步，基站必须考虑它和移动台之间的距离。GSM使用一个自适应时间调准系统(adaptive time alignmentsystem)以保证来自移动台的发射(transmission)以正确的时隙无任何重叠(overlap)地到达它们的目的地。通过监视(monitoring)初始访问发射，并持续监视来自移动台的发射，基站能够决定间隔距离(separation distance)，并发射一个6比特(bit)的时间超前(timningadvance)(TA)数到移动台。移动台必须以此数所代表的比特数提前其帧的传输来把移动到基站的时延考虑在内。GSM规范强制TA的大小限为6比特，这限制了一个移动台从一个基站所能移动(travel)的距离，并因此限制了一个基站所能覆盖的蜂窝单元的大小。虽然这种限制在有相对大量的基站的一个蜂窝式网络的稠密居住区内因难不大，但是在稀少居住的农村区，就需要能够扩展一个基站的有效覆盖区(coverage)以超过由GSM的TA限制所强制的限度。

扩展蜂窝单元覆盖区的一个途径是把TA的尺寸增加1比特以便它能代表7个二进制位数(bit numbers)而非6个。然而，这需要在基站和所有希望利用扩展的蜂窝单元半径范围(extendedcell radius)的移动台做重大改变。调整所有的移动台是不切实际的，而且从GSM规范中实质性地脱离也不能认为是慎重的。

另一个方法涉及在一个TDMA帧中仅仅使用每第二时隙以便当一个移动台移动到正常蜂窝单元工作区域(normal cell area)之外时允许所要接收的发射能覆盖一个后继的时隙或在该时隙中。然而这导致容量(capacity)的极大浪费，其基站的容量被减半。基站还需要相当地灵活以便能在一个宽的延迟(delays)变化内接收发射。