[发明专利]具有相对于普通范围网孔扩展后的网孔范围的蜂窝式远程通信系统

说明书

一般地说本发明涉及具有在基站和移动台之间发送信息的信道的蜂窝式电话系统。更准确地说，本发明涉及一种其移动台可在距离基站的延展距离上工作的蜂窝式电话系统。

蜂窝式电话系统的经营者常常不得不向有利可图的人口较为稠密的区域以及不太有利的人口较稀少的乡村或沿海区域提供电话业务。因此最好是蜂窝式电话系统用最少的设备覆盖尽可能多的区域。达到该目的的一种方法是采用较大的网孔。

为公众使用而设立的第一个蜂窝式移动无线电系统为通常用于语音或其它类型模拟信号的模拟系统。这些系统包括多个用于通过发送模拟调制无线电信号在基站和移动台之间发送模拟信息的无线电信道。一个这样的系统是北欧移动电话系统NMT-450。另一个已知的蜂窝式无线电系统是美国的AMPS移动无线电系统。移动无线电系统日益增长的应用需要开发出使用时分多址技术或码分多址技术能够容纳较大数量移动台的更新的更先进的数字系统。

在数字移动电话系统中，例如，GSM、ADC和JDC中，每个无线电载波分成若干帧，每个帧再划分为多个时隙。每个时隙通常载一个连接(信道)，在每个时隙期间发送一个数据脉冲串。这些类型的系统称之为TDMA(时分多址)系统。由于无线电信号的有限传播速度，离开基站一定距离的移动台必须在相对于该移动台可感的帧结构提前一定的时间，发送一数据脉冲串，以便使该数据脉冲串或无线电信号在正确时隙内到达该基站。

该基站通常测量该数据存取脉冲串的到达时间。计算提前发送的适当时间间隔，将该时间间隔发送到移动台。在GSM系统中，该时间间隔的编码，与规定的TDMA结构相结合，给定了大约为35公里的最大网孔半径。

GSM的系统的具体细节是在GSM制式的基础上建立的。作为对欧洲委员会1980年代的答复，产生了一种单独对国际公开的、非正规的数字移动通信制式。在1982年，欧洲邮电议会招开了一个会议而开始了标准化的进程。这个会议是以GSM为基础招开的。在1985年期间，国际电报电话咨询委员会产生了一个技术建议表，从此表中可以得到GSM的具体说明。在1987年，所有各方达成了对兼容的协议，并在FDMA和TDMA混合技术基础上得到一个广播接界面。GSM制式渐渐由欧洲电信制式局来管理。GSM制式中与本发明最相关的部分是1990年公布的GSM建议05.01的3.3.1版本，名为“无线链路中的物理层：概述”，1991年公布的GSM建议05.02的3.5.0版本，名为“无线链路的复用和多址”，以及1991年1月公布的GSM建议05.10的3.5.0版本，名为“无线子系统同步”。

在诸如按上述GSM制式建立的GSM系统的TDMA系统中，诸移动台可共享单个载波信号。因为该信号被划分为帧。每个帧再划分为时隙，再根据传输方式将移动台指配给一个或多个时隙。每个移动台在其时隙期间发送一短的数据脉冲串，必要时可提前发送。各种已发表的标准，例如欧洲的GSM数字移动系统的标准以及美国的EIA暂行标准(IS-54)，提出了用数字数据脉冲串调制的载波信号的发送协议。例如，按照GSM标准，载波信号划分为由8个相等时隙组成的帧，(如图1所示)。该载波信号在从基站发送到移动台时称为下行链路信号(DL)，而当该载波信号是从移动台发送到基站时，称为上行链路信号(UL)。

在如图1示出的常态传输方式中，每个信道在每个上行链路和下行链路帧期间，只利用一个时隙。这样，按GSM标准，单个帧可容纳8个业务信道。当在该常态传输方式下工作时，移动台必须工作在距基站相当近的地方，而有效网孔大小是受限的。

在如图2所示的常规扩展传输方式中，可以扩大GSM系统中一个网孔的有效尺寸，因为该常规扩展范围信道具有能容纳较大传播延迟的较长的时隙。在该常规扩展传输方式下，发送数据的信道使用一帧中两个相邻时隙。这样，按GSM标准，单个帧可容纳4个常规扩展信道，例如图2中4个上行链路信道0，2，4和6。

应注意图1和图2中的上行链路传输不同于下行链路传输，对按照GSM标准的现有技术的TDMA系统来说，两者相差三个时隙。该差别仅仅是为扩展范围。换言之，下行链路传输(基站到移动台)的0时隙的开始正好比上行链路传输(移动台到基站)的0时隙提前了3个时隙。基站的时隙作为基准时隙。

在同一网孔内甚至在同一载波信号中将图1的常态范围信道与图2常规扩展范围信道相结合是可能的。那时在适当信道类型的信道上建立呼叫取决于距离，如果距离变化，可将呼叫转移成另一种信道类型。仅有的限制是常规扩展信道必须能在由两个常态时隙组成的时隙内接受移交存取脉冲串。