[发明专利]在无线电通信系统中减少控制信道业务量的方法

说明书

本发明一般涉及无线电通信系统，具体地涉及到那些其无线电通信时时受到达到不希望的程度的同信道干扰的系统。

在电信领域中，无线电通信系统是熟知的。这类无线电通信系统（例如Motorola的高级移动电话系统或“AMPS”）利用许多无线电收发现场（site）对广大的城市或农村地区提供无线电通信服务。在一个具有许多复盖区的系统中，需要识别此复盖区（即现场），在其中信号能到达通信单元（即无线电）以启动（即传送）或终止（即接收）一个呼叫。有许多技术可用以完成现场的识别：例如，要求无线电话每次漫游到一个新的复盖区时，即报告其位置;或另一方面，要求固定终端（现场控制器）向每一复盖区送出位置请求消息（即寻呼），一直到无线电话被定位为止。但两种技术都证明对具有许多小复盖区的通信系统是无效的。因此，通常的作法是明确一些定位区（location    area），每一定位区包括许多复盖区，并要求移动电话在从一定位区移动到另一定位区时报告其位置的改变。在上述程序下，系统通过首先向目标移动电话最近登记过的定位区内的每一复盖区送出定位请求（即寻呼），以完成到目标移动电话的一个呼叫。因此，具有对移动电话可能位置的精确估计是对呼叫的顺利完成具有决定性意义的。遗憾的是，当移动电话漫游到接近定位区的边界时，这种过程产生一个在本技术领域内称为“打颤”（chatter）的重复出现的问题，也即在两个或更多的定位区内交替登记的问题。第二个问题是同信道干扰的问题，其与“打颤”的关系将在以下讨论，它是在一较大的地理区域内伴随重复使用频率的系统的特性。

为了进一步弄清上述问题，下面将描述设计蜂窝式通信系统的一些制约。图1示一简单的蜂窝式通信系统的图示表示。图1中的系统通常称为“3/3重用系统”（即具有一个系统复盖模型（Pattern）它包括多个相邻的重用模型，每一重用模型有三个现场，并且每一现场有三个明显的120度复盖区）。举例而言，由粗实线表示的本地重用模型101包括同样划分的六边形现场103-105，每一现场，如103现场，有三个定向天线用于现场内的三个复盖区。此外，每一复盖区使用不同的无线电频率如图1所示，从数字1到9。

在重用模型101内，每一频率只使用一次，以致该区域内没有同信道的干扰源。但由于相邻模型采用了同样的频率（即频率1-9），因此在整个业务区100内，同信道干扰就成为一个问题。例如，图1所示的复盖区111和112都在现场和移动电话的通信中使用频率‘1’。确实，图1所示频率“1”的使用出现了4次（当然，在整个业务区内该模型重复出现）。距一工作现场（如复盖区111）相同远处重用的出现称为第一层同信道干扰。当然，因为模型是从每一现场向外重现，所以在较远距离会有较高阶（即二阶、三阶等）的干扰。此外，因为第一层的干扰最靠近上述现场，所以它们通常是最强的干扰。因而，此外将只讨论第一层的干扰。应当指出在许多情形下，1-9所标识的频率通常是双工制的频率，一个由地面站到移动装置，另一由移动装置到地面站，正如同现今所用的典型的蜂窝式通信系统的情形。

当然，有许多重用模型可供选择，而这种选择基本上确定了系统容量和无线电通信的性能。例如，选择一个大的重用因数（即在一个重用模型中的复盖区的总数）将产生一个具有最小同信道干扰的系统，但可利用的通信信道却为有限。此外，它限制了在给定现场可供调度的频率数量。举例而言，考虑一提供189对频率的业务;一个3/3重用模型（即重用因数为9）能在每一复盖区调度21（即189/9）对频率，这就在每一复盖区同时适应许多用户。相比之下，一个3/7的重用模型（即重用因数为21）在每一复盖区只能调度9（即189/21）对频率，这就只服务于较少的同时工作的用户。

除容量限制外，无线电通信系统也必须设计成为用户（即移动电话持有人）提供可以接受的性能水平。对这类系统常用的性能指示是载扰比（C/I比），它一般作为对某一特定信道上同信道干扰效应的定量表示。也即，C/I必须超过一最低阈值以保证足够的系统性能。遗憾的是，通过减小重用因数来增大C/I比值，将如上所述，导致系统容量的减小。因此，系统设计师在努力寻求一种能提供可接受的C/I比，并同时提供足够使用容量的重用模型，但这样作，通常导致这样一个重用模型，它在相邻复盖区的边界上显示出如文中所述的，只是临界的C/I性能。