[发明专利]容纳更多数目的移动台的码分多址移动通信系统

说明书

本发明涉及基于通常用在IS-95-A方案中的CDMA(码分多址)的移动通信系统的小区设计。

随着移动通信系统的用户数的增加，对于能够容纳大量用户的系统的需求也越来越大。

图10是显示通常的相关技术的移动通信系统的配置的说明图。

在图10的系统中，一种公共电话网络经过移动交换中心MSC而与一个移动网络相连。该移动交换中心MSC具有与其相连的基站控制器BSC，且基站控制器BSC又具有与其相连的基站BTS。每一个基站BTS都与位于其小区(即控制区)中的移动台MS进行通信，从而提供诸如电话服务的服务。在这种移动通信系统中，为了提供多址联接，通常采用CDMA(码分多址)方案、TDMA(时分多址)方案、或FDMA(频分多址)方案。

(CDMA方案)

CDMA方案被用在IS-95-A方案中。在CDMA方案中，一个基站采用相同的频率与位于其自身的小区中的不同移动台进行通信。用于与相应的移动台进行通信的信道是通过采用预定的编码而建立起来的—这些编码被称为扩展码，并用于鉴别移动台的各个信号。基站与一个移动台之间交换的信号，通过用一种扩展码对数据进行卷积，而得到编码(频率扩展)。在接收侧，接收的数据用相同的扩展码进行进一步的卷积，以标明信道。

在CDMA方案中，基站的发射机侧采用了两种扩展码。一种是短码，它被用来把该基站与其他基站区分开。另一种是长码，它被用来区分作为目的地的移动台。这两种码用发送数据进行卷积。

进一步地，移动台的发射机侧采用了两种扩展码。一种还是短码，它被基站用来获得从移动台接收的数据的数据时序。另一种是长码，它用于把该移动台与其他移动台区分开。这两种码用发送数据进行卷积。

如上所述的扩展码在CDMA方案中被用于信道区分的目的。因此，每一个移动台，即使当各个移动台同时接收到来自多个基站的相同的无线电频率的信号，也能够有选择地挑选来自一个相关基站的它所希望的信道。

以此方式，CDMA方案使基站能够把相同的频率发送到所有移动台，并使所有的移动台能够把相同的频率发送到这些基站。然而，应该注意的是，基站的发送频率不同于移动台的发送频率。

(CDMA方案的越区切换)

“越区切换”指的是当一个移动台，在进行一个呼叫的同时，从给定基站的小区移动到一个相邻基站的小区时所进行的操作。CDMA方案进行的是软越区切换操作，以保证无打断的连续呼叫。

在软越区切换状态的时期中，具有相邻小区的两个基站，把从基站控制器接收到的相同的数据，发送给目前正位于这些小区的边界附近的移动台。移动台把从这两个基站送来的接收信号结合起来，从而改善接收增益。两个基站中的每一个都接收从移动台送来的信号，并把该信号送到基站控制器。基站控制器把从两个基站送来的两种信号进行比较，并选择具有较好信号质量的一个。选定的数据随后被送到移动交换中心。以此方式，只要两个基站之一有把握地接收来自移动台的信号，在软越区切换期间就绝对不会发生呼叫中断。

基于TDMA方案的移动通信系统通常采用一种不同的、被称为硬越区切换的越区切换操作。在硬越区切换操作中，在移动台在从一个第二基站移向一个第一基站时，在该移动台距离该第一基站足够近之后，一种无线电频率得到切换，以实现安全的切换。然而，这意味着移动台在越区切换操作被实现执行之前变得远离第二基站。因而一种硬越区切换要求比软越区切换大的发送功率。进一步地，通信在切换时受到短暂的打断。

即使CDMA方案，当例如两个基站不能采用相同的频率以为一个移动台提供各自的服务时，也可采用一种硬越区切换操作。在此情况下，在切换的信道被重新连接起之前，会观察到短时的断开。

(CDMA中的用户数)

CDMA方案通过采用编码而实现了信道分割，并采用了被大量移动台所共享同一无线电频率。当一个基站试图接收来自一个给定移动台的信号时，从其他移动台利用同一无线电频率发送的其他信号在该基站看来只是干扰源而已。即，使发送信号的数目增加的移动台数目的增加，相当于噪声的增大。能够采用同一无线电频率进行通信的移动台的可接受的数目，显然受到干扰程度的限制。因而重要的，是通过使各个移动台采用尽可能小的发送功率，来减小干扰。这是在决定同一小区中所能够容纳的移动台数目即单个系统的用户数时所要考虑的最重要的因素。

为了使移动台减小其在小区边界处的发送功率，软越区切换是适宜的，因为它只要求最小的发送功率来实现与最近基站的通信。