[发明专利]利用CDMA无线频率信号调制的无线电信系统

说明书

发明领域

本发明涉及无线电信技术。具体而言本发明涉及一种新改进的提供无线电信服务的方法和装置，它们利用了与全球移动通信系统(GSM)A接口协议的接口结合在一起的码分多址(CDMA)“架空(over-the-air)”接口。

背景技术

全球移动通信系统(GSM)无线电信标准是一组在数字无线电话系统中广泛使用的数字电信协议。在国际间的共同努力下，GSM规范得到了发展并且已经为欧洲电信标准委员会(ETSI，06921 Sophia Antipolis Cedex，France)所采纳。图1示出了结构符合GSM标准的无线电话系统。GSM移动式服务交换中心(MSC)16在无线系统接入网(即基站子系统(BSS)15)与有线公共交换电话网(PSTN)18(也可以是公用陆地移动通信网络(PLMN))之间交换或连接电话呼叫。GSM-MSC16提供了电话交换、记帐、用户单元跟踪、用户单元授权以及一些转接控制功能。BSS15由基站控制器(BSC)14和与其耦合的基站收发机站(BTS)12构成。正如GSM规范所定义的那样，GSM-MSC16和BSS15之间的接口被称为GSM“A接口”，它将GSM网络交换设备从时分多路访问(TDMA)无线设备中分离出来。BSC 14涉及BTS 12内部的转接处理和信号处理资源的分配从而使得多个用户单元10可以同时进行电话呼叫。BTS 12使用户单元10通过无线频率(RF)信号和定义完备的“架空”协议与GSM无线网络接口。BTS 12包括无线发送和接收设备(包括天线设备)以及所有与无线电波接口的信号处理规范。BTS可以视为复合无线调制解调器。用户单元10提供了通过与用户单元10的用户或者其它终端设备(例如传真机或个人电脑)的无线接口访问GSM网络的通用无线和处理功能。随着位置的变化，特定的用户单元10可以切换与其接口的BTS 12，但是在一给定时刻他只能与一台BTS 12通信。在这种应用中，当任何时刻只能有一个无线接口存在时从一台BTS 12切换至另一台BTS 12的能力被称为用户单元硬转接。

为了进行无线电话呼叫，必需在用户单元10(通常被称为“移动单元”)与PSTN18之间建立网络连接。PSTN 18是普通的有线电话系统。为了以移动方式进行电话呼叫，经过交换无线频率(RF)信号在用户单元10与BTS 12之间形成了一部分的网络连接。网络连接的其余部分一般通过经BSS 15的有线连接与GSM-MSC 16形成。按照作为GSM无线电信标准协议之一的“架空”协议，TDMA技术被用来在上述使用户单元10与BTS 12接口的识别RF信号内建立一组信道。这些信道被用来分离和区分与任一给定时刻进行的各种电话呼叫相关的各组数据。各组数据包括一般为数字化音频信息的用户数据和由传信报文(用来协调管理电话呼叫的处理)组成的传信数据。

在建立GSM标准的时候，在GSM架空协议中采用TDMA提高了用来进行无线电话呼叫的给定无线频率带宽的使用效率。由于RF带宽数量有限，并且带宽常常是特定无线蜂窝式电话系统中呼叫数量的制约因素，所以需要提高无线频率带宽的使用效率。但是自从GSM无线电信协议建立以来，其它的无线技术日趋完善，从而在给定的RF带宽内能够进行更多数量的电话呼叫。由于无线带宽的使用效率是特别需要考虑的方面，所以现在倾向于采用效率更高的技术。

一种引人注目并被广泛采用的更为高效的无线电信技术是码分多址(CDMA)信号处理和国际电信协会(TIA，2001 Pennsylvania Avenue，N.W.，Washington，D.C.20006)采用的有关架空IS-95协议。利用CDMA调制技术，每个用户的业务信道由载波组成，而载波经不同的高速二进制序列调制，从而扩展了波形谱。用户业务信道组共享同一宽带频谱分配，并且用户数据和传信报文都经用户业务信道发送。此外，每台基于CDMA的BTS发送载带有信息的附加控制传信信道，所载带的信息可以使用户单元获取和访问系统。这些附加控制信道也受到高速二进制序列的调制并且与用户业务信道组合起来从而构成一个宽带RF信号。每台基于CDMA的BTS发送被称为正向CDMA信道的组合RF信号，并且接收相关覆盖区域内一组基于CDMA的用户单元的组合RF输出，这些组合输出组被称为反向CDMA信道。正向CDMA信道是正向导频信道、正向同步信道、一条或多条正向寻呼信道以及多条正向用户业务信道的总和，它们都受到明显不同的信道代码的调制并且与PN扩展序列组合在一起。反向CDMA信道是一条或多条访问信道以及多条反向用户业务信道的总和，它们都受到唯一一个信道代码调制并且与特定的PN扩展序列一起发送。