[发明专利]支持用于蜂窝分组控制信道的多个调制级别

说明书

                      发明背景

发明技术领域

本发明涉及蜂窝电话网的空中接口，具体地，它涉及支持数据通信的分组控制信道的蜂窝电话网的空中接口。

相关技术描述

TIA/EIA暂定标准IS-136规定的数字先进移动电话业务(D-AMPS)系统的空中接口，把分配的蜂窝频谱分成多个30kHz的信道。每个信道被划分成6.67毫秒(ms)时隙，三个接连的时隙构成一个时分多址(TDMA)组。所使用的调制方案是四相差分移相键控(DQPSK)，即一种相对较低级别的调制(LLM)，每个时隙162个符号(每个符号2比特)。

对于传统的空中接口，规定两种信道类型：数字控制信道(DCCH)和数字业务信道(DTC)。数字控制信道是多用户信道，它被用来控制和服务，例如登录、鉴权、和呼叫建立等。数字业务信道是在呼叫建立和越区切换时被分配的电路交换单用户信道，它被用来操纵在蜂窝系统的用户和固定的或其它的蜂窝系统中的用户之间的话音和/或数据通信。D-AMPS标准支持全速率、双倍速率和三倍速率数字业务信道以便用于分别使用每组一个、两个、和三个时隙的用户数据通信。

在下行链路上通过D-AMPS空中接口，每个时隙不管用于数字控制信道还是用于数字业务信道，都载送130个用户信息符号。这等价于每20ms传送260个用户信息比特。这样，每个时隙支持13千比特/每秒(kb/s)的通信速率。然而，实际上，由于包括了错误保护比特，实际的信息传输速率低得多。例如，话音业务是对于音码器提供的约8kb/s的数字语音通过使用大约5kb/s的错误防护而在全速率数字业务信道上发送的。另一方面，对于数据业务，用相应的数据速率9.6kb/s进行在全速率13kb/s数字业务信道上的传输。

如果使用两倍速率或三倍速率业务信道，对于在数字业务信道上话音和数据通信所允许的数据速率可以增加。使用多个时隙(即，多个速率)运行的主要困难或缺点在于，正在进行通信的移动台利用空闲数字业务信道时隙(在其中在与基站的空中接口上没有正在进行的通信)对来自相邻基站的接收信号强度进行移动台辅助越区切换(MAHO)测量。当被配置成用于三倍速率话音或数据通信时，移动台实质上连续地通信，它没有为进行信号强度测量留下时间。提出了采用帧挪用(在其中移动台中断通信一个或多个时隙以便用来进行信号强度测量)作为可能的解决办法来支持多时隙、以及特别是三倍速率的通信。这不是一种优选的解决办法，因为可能发生某些通信数据丢失或通信连续性的中断。

已经提出D-AMPS系统的修正方案(称为D-AMPS+)，它使得能进行更高速率的通信，而不需要使用多个时隙运行。对于话音通信，高速率音码器被使用来提供更高质量的数字化语音，并且一种提供每个发送符号的更多比特的高级别调制(HLM)方案(例如，16级正交幅度调制(16-QAM))可以在数字业务信道上被实施以便增加在每个时隙中载送的有用负载。高级别调制的使用是对多时隙运行的补充，以便在给定带宽的无线信道上得到最高的容量。因而，高级别调制由于多种理由而是优选的。首先，它保留网络容量。其次，它使得移动台的电源消耗最小，导致更长的通话时间。第三，它使得传统的移动台操作在空闲时隙期间易于进行MAHO信号强度测量。总之，D-AMPS+对于电路交换数据保持与D-AMPS中同样的空中接口时隙结构，这样，确保了后向兼容性，而同时由于其支持高级别调制方案而提供更高的通过量。

也提出了D-AMPS系统的增强方案，它使得易于支持在空中接口上的分组数据通信，以及达到与蜂窝数字分组数据(CDPD)网络的兼容性。在增强的D-AMPS系统中，提供了两种类型的分组数据。第一种是分组控制信道(PCCH)，它包括非常类似前面描述的数字控制信道(DCCH)的多用户信道，它也被用于诸如登录、鉴权、和呼叫建立等的控制和服务，以及用于分组数据的传输。第二种是分组业务信道(PTCH)，它包括非常类似前面描述的数字业务信道(DTC)的单个用户信道，它也被分配给呼叫建立，以及用来操纵用户之间的分组数据通信。这些信道的结构与DAMPS信道的结构非常相像，这些信道利用相对较低级别的四相差分移相键控(DQPSK)调制方案。再次地，多时隙(对于三倍速率多到三个时隙)运行被支持来提供大约30kb/s的最大集中的用户有用负载。在多速率分组业务信道运行时，遇到上面关于数字业务信道多速率运行所讨论的的同样的缺点。