[发明专利]一种用于改善蜂窝无线系统中连接质量的方法以及基站

说明书

本发明涉及一种用于改善蜂窝无线系统中连接质量的方法。该系统每个小区中至少有一个基站，它与位于其覆盖范围内的用户终端设备进行通信并至少用一个载波频率发送信号，在该系统中，每个频率上发射的信号被按照时分原理分成一个由几个时隙组成的帧结构，基站将自身的有关信息传输给用户终端设备。

在蜂窝无线系统中，用户的语音或数据信息通过业务信道在基站和用户终端设备问传输。另外，在用户终端设备和基站之间还需要一些控制消息和系统信息。为了传输这类信息，需要有专门的控制信道。在GSM系统中，例如，BCCH信道就是用来从基站向终端设备传送呼叫建立信息的。

在蜂窝无线系统中，基站与用户终端设备之间无线信道的质量随空间和时间的不同而不同。由基站天线产生的场并不是随距离而均匀地衰减，即使在离天线距离相等的情况下，场强也随所在地点的不同而不同。这些变化是由于发射和接收天线不总在直线视觉范围内，而是在视线中有由地形或建筑物引起的障碍物。这种环境因而对所传信号造成衰落和反射，用户终端设备所接收的信号通常是沿几条不同路径传播的信号的总和。所以场强随位置变化有可能非常大。

在目前的蜂窝无线系统中，当连接质量突然恶化时，场强的局部衰落(local fades)会导致通话中断以及使呼叫建立失败，这种现象能占到总话务的5-10％。

在蜂窝无线系统的网络规划中，为了能使通话中断和呼叫建立问题减至最少，必须考虑场强随位置的变化。按照现有技术，解决方法是如果某小区中有衰落区，则增加该小区的发射功率，或者在有问题的区域增加发射机的数目。最常见的是为了在衰落区域得到满意的场强，小区的发射功率增加到超过了正常区域所需的功率。然而，这样却导致在理想的区域场强过强以及频率重复使用极其复杂，结果是系统的总容量下降。

一种避免衰落的方法是在系统中使用跳频，不同的时隙按照预定的序列在不同的频率上发射。然而，实现跳频成本很高，另外，它并不能在任何情况下都能使用，比如在GSM系统中传输BCCH信息的频率上。

因而本发明的目标是在没有上面提及的缺点和昂贵的费用条件下，在衰落区域得到更好的连接质量。

这是通过导言中描述的方法来实现的，其特征在于：基站根据时分原理按以下这样一种方式对用来将信号发往终端设备的天线进行更换，基站每次用一个天线发射一段预定的时间，然后更换所用天线。

此发明进一步涉及一种用于蜂窝无线系统中的基站。该系统每个小区内至少有一个基站，它与位于其覆盖范围内的用户终端设备进行通信并至少用一个载波频率发送信号。在该系统中，每个频点上发射的信号被按照时分原理分成一个由几个时隙组成的帧结构，基站将自身的有关信息发送给用户终端设备。本发明的基站特征在于：基站包含一种装置，它根据时分原理对被基站用来将信号发往终端设备的天线按以下这样一种方式进行更换，传输信号每次在一个天线上发射一段预定的时间，然后更换所用天线。

本发明的方法基于位于不同位置的天线产生不同的场这样一个事实，即场强的最小值不会在同一位置产生，这是因为从位于不同位置的天线发出的信号不会沿同一条路径传播。本发明的方法与传统的天线分集法不同，前者在每一时刻，信号只从一个天线发送出去。在某给定时刻被使用的天线将在预定时刻被更换。根据本发明的优选实施方式，在每个天线上发射一个完整的帧，然后更换天线。将本发明应用到GSM系统中传输BCCH信号的频率上时尤其有用。按照本发明的第二个实施方案，天线在每一时隙都进行更换。

下面，参照附图中的例子详述本发明，其中：

图1是一个能应用本发明的方法的蜂窝无线系统。

图2说明了GSM系统中TDMA的帧结构。

图3用框图说明了本发明的基站结构。

图1示出了一个能应用本发明的方法的蜂窝无线系统。该系统每个小区内至少包括一个基站BS，它与位于其覆盖范围内的用户终端设备MS进行通信。语音和数据业务通过业务信道处理，而控制信息通过控制信道传输。本发明的方法能适用于任何采用时分多址TDMA法的蜂窝无线系统。下面，将按应用于GSM系统中的情形来描述本发明，但本发明并不限于此。