[发明专利]具有扫描接收机的蜂窝通信装置和采用它的连续移动通信系统

说明书

发明背景

本发明总的涉及无线电接收机，具体地说，涉及用于蜂窝电话的无线电接收机和蜂窝电话系统。

在蜂窝电话通信系统中，移动电话从载频信号强度占优势的基站收发信机的地理范围(或者小区)漫游到另外一个小区(通常是相邻小区)，其中这另外一个小区的载频信号强度占据优势。一个与陆基公共电话系统之间具有陆基连接的移动业务中心，为陆基连接提供了在移动业务区内整个地理业务区内分布的多个基站接收机。多个移动业务中心具有一些相互接壤的服务区。因为随着与发射机之间的距离增大，无线电载波信号的强度迅速下降，因此需要在通信协议中提供一种“越区切换”程序。按照这一越区切换协议，当某个移动电话从一个基站服务区内某个点移动到载波信号强度比一个相邻基站的载波信号强度弱的位置的时候，给这个移动电话提供的服务从这个基站转交给这个相邻基站。这一转交，或者越区切换，是在移动业务中心的控制之下，响应当前正在为这个移动电话提供服务的基站的越区切换信号进行的。

在美国使用的、叫做AMPS(美国移动电话系统)的模拟蜂窝电话系统中，移动电话在一次呼叫中连续地发射和接收信号，在呼叫过程中根本不扫描其它基站的信号。这是一种连续通信系统。每个基站都有一个扫描接收机，搜索从相邻基站那边接近自己的服务区地理边界的移动电话。这样，AMPS中的基站承担的成本超出了它们可提供的通信能力所需要的硬件成本。

在采用时分多址(TDMA)的数字非连续蜂窝电话通信系统中，比如美国使用的D-AMPS通信系统和欧洲使用的GSM系统，采用了划分时隙的方式，在既不发射信号又不接收信号的时候，进行移动辅助越区切换扫描。在这些TDMA蜂窝非连续通信系统中，在每个连续的周期性通信周期或者帧里，移动蜂窝电话在第一个时隙中接收代表编码语音的数字数据，在第二个时隙中发射数字编码语音信号给基站，并在第三个时隙中暂时将接收机重新调谐到另外一个频率上，以便评估来自另外一个基站的信号的质量。这一周期，或者TDMA帧，以每秒钟50到300次的速率重复，具体取决于系统。在每个TDMA帧中，只扫描多个不同基站载波频率中的一个，因此得到了每秒50到300个测量数据。同一个载波频率的重复测量结果被平均起来，被扫描的每个载波频率的平均信号强度大概每一秒钟报告一次。移动台在第二个周期或者发射周期里，通过将信号报告跟发射给基站的数字编码语音信号多路复用起来，将扫描报告发送给提供服务的当前基站。

在采用频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)协议(比如美国使用的IS-95系统协议)的连续数字通信系统中，已经返回到了以前采用的模拟系统中的连续发射和接收方式，在这种方式中，没有任何时候不发射或者接收携带信息内容的通信信号。因此，跟现有技术中模拟连续通信系统中的情形一样，在数字连续通信系统中，现有技术中的移动接收机不能监视相邻基站的载波信号强度，以便告诉当前基站是否有一个信号更强的基站或者有可能更接近的基站可以切换过去。本发明通过让移动台进行越区切换测量而不中断通信，解决了这一问题。

发明概要

根据本发明，已知连续通信系统中的这些切换问题和缺点是这样来解决的，在移动电话中提供这样的一种装置，用于接收多个不同基站发射机的多个不同载波频率接收信道，在接收装置接收携带信息内容的信号的同时，监视这些载波信号强度。

在一个实施方案中，这个通信装置通过将监视报告嵌入到携带信息内容的信号中，从而将该监视报告与携带信息内容的信号一起发射给当前基站。当前基站利用这一监视报告去启动将对这个移动通信装置的服务转交给具有最强载波信号强度的基站，为此当前基站要发送适当的信号给移动交换中心，而移动交换中心接下来则指令该基站去接管这一通信装置。最好是一个宽带数字电路在信道滤波和解调之前从接收机中得到放大了的宽带模拟信号，并将它们转换成复数字样本。这些数字样本是以一个比整个扫描带宽的奈奎斯特速率要高的速率获得的，但只在跟信道间隔的倒数相称的一个非常短的时间段内提取，从而降低功耗。然后用一个微处理器或者信号处理器处理这些数字样本，以便确定多个信道的能量，最好是通过使用快速傅里叶变换来进行。这一分析能够给出哪些信道的信号最强的指示，这一信息被放在要发送给当前基站的监视报告中。本发明能够与连续发射和接收协议结合起来应用，它也能用于划分时隙的系统，以便增加每个时间单元内能够扫描的信道数量。

附图简述

下面参考附图，详细地描述本发明的优选实施方案，从而说明本发明的上述优点和其它优点。在这些附图中：

图1是本发明中蜂窝通信系统的优选实施方案的一个功能框图；