專利名稱：無線通信系統(tǒng)的頻帶分配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有基站和用戶臺的無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)的無線電接口的頻帶使用與其它在空間上重疊的無線通信系統(tǒng)的頻帶相協(xié)調(diào)。
在無線通信系統(tǒng)中，消息(譬如語音、圖像信息或其它數(shù)據(jù))是借助電磁波通過無線電接口進(jìn)行傳輸?shù)?。所述無線電接口涉及基站和用戶臺之間的通信連接，其中，所述的用戶臺可以是移動臺或地點固定的無線電臺。在此，電磁波輻射是借助載頻來產(chǎn)生的，而該載頻位于為相應(yīng)系統(tǒng)設(shè)定的頻帶之內(nèi)。對于將來的無線通信系統(tǒng)，譬如UMTS(通用移動電信系統(tǒng))或其它的第三代系統(tǒng)，規(guī)定頻率位于約2000MHz的頻帶內(nèi)。
對UMTS來說，今后要給網(wǎng)絡(luò)運營者進(jìn)行頻率分配。UMTS由非配對的頻帶和配對的頻帶組成。給所述的第三代移動無線電設(shè)置了兩種模式，其中一種模式被稱為FDD工作(頻分雙工)，這可參見ETSI STCSMG2 UMTS-L1，Tdoc SMG2 UMTS-L1 221/98，1998年8月25日，而另一種模式被稱為TDD工作(時分雙工)，參見DE 198 27 700。所述的工作方式應(yīng)當(dāng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化部門的決議而應(yīng)用于不同的頻帶。
在非配對的頻帶中應(yīng)使用TDD，反之，在配對的頻帶中應(yīng)使用FDD。一種非配對頻帶為1900～1920MHz的頻率范圍，而另一種非配對頻帶為2010～2025MHz的頻率范圍。配對頻帶的上行方向所用的頻帶為頻率范圍1920～1980MHz，配對頻帶的下行方向所用的頻帶為頻率范圍2110～2170MHz。因此，所述配對頻帶的雙向間隔為190MHz。
該頻帶部分被分配給不同的網(wǎng)絡(luò)運營者，其中，如同在迄今的無線通信系統(tǒng)中一樣(參見GSM全球移動通信系統(tǒng))，每次需要把頻帶的一個相關(guān)的塊分配給網(wǎng)絡(luò)運營者。為此，

圖1示出了頻帶f1～f16至四個不同網(wǎng)絡(luò)運營者Op1～Op4的分配。
本發(fā)明的任務(wù)在于，利用極小的成本來實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)可用的頻帶的靈活使用。該任務(wù)由具有權(quán)利要求1的特征部分的無線通信系統(tǒng)來實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選擴(kuò)展方案由從屬權(quán)利要求給出。
本發(fā)明的出發(fā)點在于，至少有兩個無線通信系統(tǒng)在空間上重疊，而且在一個無線通信系統(tǒng)中包括至少第一和第二頻帶。在頻率分配的意義上講，不是成塊地給一個無線通信系統(tǒng)分配多個頻帶，而是在所述第一和第二頻帶的頻率之間設(shè)置了其它無線通信系統(tǒng)的至少一個頻帶。于是在一個位置處使用的頻帶之間具有一個最小間隔。
在配對的頻帶中，兩個傳輸方向上可供使用的傳輸容量是相等的。如果在無線通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸是平均不對稱的，也即上行和下行方向上所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不同，那么就會在容量負(fù)荷方面產(chǎn)生問題。但根據(jù)本發(fā)明，在一個位置、也即譬如一個基站的頻帶之間具有一種最小間隔，即使在該基站內(nèi)使用網(wǎng)絡(luò)運營者可使用的所有頻帶，該最小間隔也可以減少兩個頻帶內(nèi)的無線傳輸?shù)南嗷ジ蓴_。因此，當(dāng)有選擇地使用不同傳輸模式時，在所述頻帶內(nèi)還可以提供較高的靈活性。
所述的最小間隔最少為一個頻帶，但優(yōu)選為譬如分配給多個無線通信系統(tǒng)的多個頻帶。為使干擾最小化，優(yōu)選地在所述第一和第二頻帶的頻率之間設(shè)置一個盡可能大的間隔。
為了在UMTS系統(tǒng)中改善容量負(fù)荷，在所述第一頻帶內(nèi)使用頻分雙工方法，而在所述第二頻帶內(nèi)使用時分雙工方法，以便分離所述的傳輸方向。對于所述的時分雙工方法，可以在一個頻帶內(nèi)通過偏移上行和下行方向之間的切換點來影響所述傳輸方向的容量分配。
根據(jù)本發(fā)明接下來的優(yōu)選擴(kuò)展方案，在所述的第一頻帶內(nèi)實現(xiàn)上行方向的無線傳輸。在不對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)情況下可以以如下內(nèi)容為出發(fā)點，即要求下行方向的數(shù)據(jù)速率高于上行方向。在(配對頻帶的)上行方向的頻帶內(nèi)存在一個超容量，該容量可以通過采用時分雙工方法而至少部分地和/或暫時地用于下行方向。人們可以根據(jù)通信業(yè)務(wù)或也可根據(jù)時間來對此進(jìn)行接入。
為了通過指定附加的代碼或通過改變擴(kuò)展因子來利用靈活提高容量(軟容量)的優(yōu)點，所述的頻帶是寬帶的，而且所述的數(shù)據(jù)部分利用用戶專用或信道專用的擴(kuò)展碼進(jìn)行擴(kuò)展。因此在所述的頻帶中按照CDMA用戶分離方法來實現(xiàn)用戶分離。
在相應(yīng)的頻帶分配情況下，在一個位置處安放了一個或多個其它無線通信系統(tǒng)的一個或多個基站。但是，用于其它傳輸模式(譬如TDD)的基站頻帶在此不能與同一位置的其它頻帶相鄰。
下文借助附圖來詳細(xì)解釋本發(fā)明的實施例。其中
圖1示出了按照現(xiàn)有技術(shù)對多個網(wǎng)絡(luò)運營者的頻率分配，圖2示出了按照現(xiàn)有技術(shù)、并通過在配對頻帶內(nèi)采用不同的傳輸方法而對多個網(wǎng)絡(luò)運營者進(jìn)行的頻率分配，圖3A和3B示出了本發(fā)明對四個網(wǎng)絡(luò)運營者的頻率分配，圖4示出了本發(fā)明對四個網(wǎng)絡(luò)運營者的頻率分配，所述運營者具有部分相同的基站位置，且在配對頻帶內(nèi)任意使用不同的傳輸方法，圖5示出了本發(fā)明對六個網(wǎng)絡(luò)運營者的頻率分配，圖6示出了本發(fā)明對六個網(wǎng)絡(luò)運營者的頻率分配，所述運營者具有部分相同的基站位置，且在配對頻帶內(nèi)任意使用不同的傳輸方法，圖7示出了無線通信系統(tǒng)的方框圖，以及圖8示出了兩個移動通信系統(tǒng)的共存。
圖2示出了成塊地把頻帶分配給網(wǎng)絡(luò)運營者Op1～Op4，其中在配對頻帶的上行方向UL的一些頻帶f6、f9、f10、f14和f16內(nèi)，沒有采用原來UMTS中所設(shè)置的FDD模式，而是采用了TDD模式。該TDD模式是一種用來分離傳輸方向UL、DL的時分雙工方法，這樣，與所述的頻分雙工方法(FDD)相反，也可以在上行方向UL的頻帶內(nèi)通過相應(yīng)地調(diào)節(jié)切換點來使用下行方向DL中的傳輸容量。TDD模式中的無線電接口的構(gòu)造譬如可以參見DE 198 27 700。由TDD模式特別支持的不對稱業(yè)務(wù)譬如為因特網(wǎng)業(yè)務(wù)或分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
如果在TDD模式中以16個時隙為出發(fā)點，其中兩個時隙用于控制信道，那么還剩余14個時隙用于通信數(shù)據(jù)。不對稱的容量分配譬如在下行方向DL中設(shè)定13個時隙，而在上行方向UL中只設(shè)定一個時隙。當(dāng)請求譬如語音或其它被轉(zhuǎn)接的業(yè)務(wù)(電路交換業(yè)務(wù))等對稱數(shù)據(jù)時，所述的時隙便均勻地被分配到傳輸方向上。
另外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可以按照需要來接通和關(guān)斷在這些頻帶f6、f9、f10、f14和f16內(nèi)所使用的TDD模式。如果在無線通信系統(tǒng)中，兩個傳輸方向上的通信業(yè)務(wù)對基站來說是完全相同的，則可以優(yōu)選地使兩個配對的頻帶、譬如f6和g6工作在FDD模式。
關(guān)于調(diào)節(jié)所述切換點和關(guān)于采用所述模式的決定是根據(jù)通信量由無線電資源管理裝置作出的。因此，在無線通信系統(tǒng)的容量負(fù)荷較好的同時，也可以在下行方向DL上支持時間波動的特高數(shù)據(jù)速率。在分配資源時需要注意，所述的不對稱業(yè)務(wù)優(yōu)選地只在一個傳輸方向上使用TDD模式或FDD模式，而對稱業(yè)務(wù)則在兩個傳輸方向上使用FDD模式。
另外還需指出的是，每個上頻帶f5～f16還要對應(yīng)一個下頻帶g5～g16。因此，如果為TDD采用一個頻率的話，則在所述配對的頻帶內(nèi)會出現(xiàn)不均勻的用戶分布。
譬如，如果在配對頻帶內(nèi)為TDD分配一個上行方向UL的頻帶，則在配對頻帶的下行方向DL中也得留出一個頻帶。人們也可以利用該留出頻帶在配對頻帶的下行方向DL內(nèi)分配用戶。如果譬如網(wǎng)絡(luò)運營者具有頻帶f5、f9和f13，則在上頻帶內(nèi)對應(yīng)著頻帶g5、g9和g13。
現(xiàn)在，倘若為TDD模式采用頻帶f5，那么FDD模式的上行方向UL就可以使用頻帶f9和f13，而該FDD模式的下行方向DL則可以采用頻帶g5、g9和g13。因此，用戶可以在下行方向DL中分布到三個頻帶上，而不是象上行方向UL一樣只能分布在兩個頻帶上。由此減少了下行方向DL內(nèi)的干擾。
但是，如果某個位置處的網(wǎng)絡(luò)運營者、譬如Op1想在上行方向UL中使用所述配對頻帶內(nèi)的TDD(f6)和FDD(f5，f7)模式，而所述的頻率如圖2所示一樣是相鄰的，那么，TDD模式(基站在f6內(nèi)發(fā)送)的下行方向DL便會干擾FDD模式(基站在f5、f7內(nèi)接收)的上行方向UL。為了把相鄰頻率的信號傳輸之間的干擾降至最小值，對TDD模式的發(fā)送濾波器的要求非常高，這樣便需要至少14個高Q陶瓷諧振器的濾波器。這種濾波器非常昂貴，而且體積較大。
倘若某個位置處的TDD和FDD模式的頻帶不相鄰，那么對所述發(fā)送濾波器的要求就不高。在該情形下，所述的發(fā)送濾波器可以用簡單的濾波器來實現(xiàn)，因此價格較為合理和具有較小的體積。如果譬如假定UMTS移動無線電系統(tǒng)的帶寬為5MHz，那么在某一位置使用頻率f5和f9時的頻率間隔為15MHz。對此，在TDD模式中由發(fā)送工作引起的干擾如此地小，以致于6個高Q陶瓷諧振器的濾波器就足以作為發(fā)送濾波器來降低干擾了。如果在所述兩個模式的頻帶之間只有5MHz(其間只有一個頻帶)，那么一個這種濾波器也是足夠的。
為了使某個位置處的配對頻帶內(nèi)的TDD和FDD模式能以任意的排布狀況共存，建議不是成塊地給網(wǎng)絡(luò)運營者和移動無線電系統(tǒng)分配頻帶，而是在所述的頻帶之間釋放一個或多個頻帶，并將其分配給其它的網(wǎng)絡(luò)運營者。在這種如圖3A和3B所示的情況下，人們可以稱之為頻率的交織。
對四個網(wǎng)絡(luò)運營者進(jìn)行頻率分配的可能排布情況如圖3A和3B所示。在此，頻帶f1～f4被標(biāo)為非配對頻帶，頻帶f5～f16被標(biāo)為配對頻帶的上行方向UL，而頻帶g5～g16被標(biāo)為配對頻帶的下行方向DL。
利用這種頻率分配，甚至可以使至少兩個網(wǎng)絡(luò)運營者使用一個公共的位置，而不會對基站發(fā)送濾波器有較高的要求。在所述的頻帶之間總是為5MHz的間隔。在圖4所示的情況下，某個位置的網(wǎng)絡(luò)運營者可以盡量利用整個頻率余額，以便給用戶提供較大的容量。
如果不是四個、而是六個網(wǎng)絡(luò)運營者同時存在，則圖5和圖6所示的頻率分配是比較有利的。在此，對于每個無線通信系統(tǒng)，在配對頻帶的兩個傳輸方向UL、DL內(nèi)只可使用各兩個、而不是三個頻帶，而且，并不是每個無線通信系統(tǒng)在非配對頻帶內(nèi)都有合適的頻帶。在圖6所示的排布情況下，也可以是三個運營者使用一個公共的位置。
圖7所示的無線通信系統(tǒng)在其結(jié)構(gòu)上與已知的GSM移動無線電網(wǎng)是一致的，該網(wǎng)由許多移動交換中心MSC組成，而所述的移動交換中心相互結(jié)網(wǎng)或可以訪問固定網(wǎng)PSTN。另外，該移動交換中心MSC總是連接在至少一個無線資源管理裝置RNC上。而每個無線資源管理裝置RNC又能與至少一個基站BS進(jìn)行通信連接。這種基站BS為無線電臺，它能通過無線電接口同用戶臺、譬如移動臺MS建立無線連接。
在圖7中示例地畫出了一種無線連接，以便用來在移動臺MS和基站BS之間傳輸有用信息和信令信息。運維中心OMC為移動無線電網(wǎng)或其一部分實現(xiàn)控制和維護(hù)。本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)可以使用這種結(jié)構(gòu)的功能性；但它也可以應(yīng)用到那些可以使用本發(fā)明的其它無線通信系統(tǒng)中，譬如用于無線的用戶接入。
圖8示出了空間上重疊的兩個不同基站BS，譬如它們由網(wǎng)絡(luò)運營者Op1和Op2來運作。各基站BS在配對頻帶的上行方向UL內(nèi)使用了頻帶f5、f9、f13或f6、f10、f14，它們均不構(gòu)成相關(guān)的塊，而是通過其它無線通信系統(tǒng)的至少一個頻帶隔開。由此在一個位置內(nèi)使頻帶f5、f9、f13的中心頻率產(chǎn)生一個此處為20MHz的隔離。如果兩個基站BS安裝在一個公共的位置，則第二個基站可以使用頻帶f7、f11和f15。
權(quán)利要求
1.具有基站(BS)和用戶臺(MS)的無線通信系統(tǒng)，所述的基站和用戶臺通過無線電接口相互連接起來，-所述無線通信系統(tǒng)的無線電接口包括至少一個均用于相同傳輸方向(UL)的第一和第二頻帶(f5，f9)，-而且所述的無線通信系統(tǒng)在空間上與第二無線通信系統(tǒng)重疊，該第二無線通信系統(tǒng)具有一個包含有其它頻帶(f6，f10)的無線電接口，而所述的其它頻帶與所述第一和第二頻帶相鄰，并不同于所述第一無線通信系統(tǒng)的頻帶，其特征在于在所述第一無線通信系統(tǒng)的第一和第二頻帶(f5，f9)的頻率之間，至少設(shè)置了所述第二無線通信系統(tǒng)的頻帶(f6，f10)之一。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一和第二頻帶(f5，f9)的頻率之間設(shè)置了多個無線通信系統(tǒng)的頻帶(f6，f7，f8)。
3.如前述權(quán)利要求之一所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一和第二頻帶(f5，f9)的頻率之間設(shè)有盡可能大的間隔。
4.如前述權(quán)利要求之一所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一頻帶(f5)被用來按頻分雙工方法(FDD)在一個傳輸方向進(jìn)行傳輸，而所述的第二頻帶(f9)則被用來按時分雙工(TDD)方法進(jìn)行傳輸，以便分離所述的傳輸方向(UL，DL)。
5.如權(quán)利要求4所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，在所述的第一頻帶(f5)內(nèi)實現(xiàn)上行方向(UL)的無線傳輸。
6.如權(quán)利要求4所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)通信業(yè)務(wù)和/或根據(jù)時間來接入具有時分雙工方法的傳輸。
7.如前述權(quán)利要求之一所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，所述頻帶(f1～f16，g5～g16)的帶寬為5MHz。
8.如權(quán)利要求7所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)CDMA用戶分離方法來在所述的頻帶(f1～f16，g5～g16)內(nèi)實現(xiàn)用戶分離。
9.如前述權(quán)利要求之一所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于，在一個位置安放一個或多個其它無線通信系統(tǒng)的一個或多個基站(BS)，其中其頻帶(f1～f16，g5～g16)互不相鄰。
全文摘要
本發(fā)明的出發(fā)點在于,至少有兩個無線通信系統(tǒng)在空間上重疊,而且在一個無線通信系統(tǒng)中無線電接口包括至少第一和第二頻帶。在頻率分配的意義上講,不是成塊地給一個無線通信系統(tǒng)分配多個頻帶,而是在所述第一和第二頻帶的頻率之間設(shè)置了其它無線通信系統(tǒng)的至少一個頻帶。于是在一個位置處使用的頻帶之間具有一個最小間隔。由此在UMTS中,即便在TDD模式下也可以在上行方向中使用FDD模式的頻帶,且更好地支持了不對稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
文檔編號H04B7/26GK1369181SQ00802889
公開日2002年9月11日 申請日期2000年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月18日
發(fā)明者E·舒爾茨, G·里特, G·赫爾布斯特, M·費貝爾 申請人:西門子公司