移动通信系统 本发明涉及诸如汽车电话和便携式电话之类的移动通信系统，尤其涉及一种能建立专用控制信号信道，而不会增加基站和控制站之间控制信号流量的移动通信系统。
在目前使用的第二代移动通信系统中，例如在PDC(个人数字蜂窝)系统中，采用TDMA(时分多址)系统作为其无线接入系统。在TDMA系统中，可以基于小区中正在使用的载频数目确定空闲容量以判断是否可以在小区中进行信道分配。因此，控制站可以实现无线信道管理，前述控制站是多个基站的高层设备，并位于远端。
然而，在第三代移动通信系统中，无线接入系统将变为CDMA(码分多址)系统。在应用CDMA系统的系统中，通过比较总是在基站测得的小区内干扰量和从待建立的信道所需的信息传送速率和传输容量中预测的干扰增加量之和，和该系统内规定的最大允许干扰量阈值来确定空闲容量。因此在CDMA系统中，基于干扰量确定空闲容量。这样，即使小区中通信的移动台数量是恒定的，空闲容量也随着移动台的位置关系和话音行为速率而有所不同。
作为一种传统技术，下面将描述一种类似于PDC系统的无线资源选择系统应用于第三代移动通信系统的情况。图1示出了这种情况的框图，其中类似于PDC系统的无线资源选择系统已应用于第三代移动通信系统。
在图1中，移动通信系统由移动台51，基站521，522，…，52N，和控制站53组成。基站52i(i＝1，2，…，N)具有干扰值测量装置52i1(i＝1，2，…，N)和一个无线设备，前者用于测量在其自身小区中存在的干扰值，控制站53具有无线资源选择装置531。无线资源选择装置531基于基站所测得的干扰量测量结果判断是否可以进行无线信道分配。在无线资源选择装置531断定这种分配可行的情况下，它实现无线资源选择并将选择结果通知给基站。这里所说的无线资源至少包括基站的无线设备以及移动台和基站建立专用控制信道所需的扩频码。
下面将结合图2描述无线资源选择过程。作为例子，现在描述位于由基站521提供服务的小区的移动台51请求建立专用控制信道的情况。
(步骤1)
移动台51通过上述链路上地控制信道发送一个无线信道建立请求。该控制信道由多个移动台随机访问。
基站521转发移动台51发出的无线信道建立请求，并将其发送给控制站53。
(步骤2)
接收到该无线信道建立请求之后，控制站53向基站521发送一个干扰值测量请求。
(步骤3)
在接收到干扰值测量请求之后，基站521通过图1所示的干扰值测量装置52i1测量该小区内的干扰量，并在一个干扰值测量响应中向控制站报告小区内干扰量。
(步骤4)
在控制站53中，无线资源选择装置531集于基站521发出的干扰值测量响应判断是否可以进行无线信道分配。在已判定可以进行分配的情况下，无线资源选择装置531选择一个无线资源。该无线资源的选择结果在一个无线资源选择响应中报告给基站521。
(步骤5)
利用无线资源选择响应中指定的无线资源，基站521启动一个无线信道用于专用控制信道。基站521向移动台51发送一个无线信道建立响应。在该无线信道建立响应中至少包括一个用于发送和接收专用控制信道的扩频码。
通过此前描述的步骤1到5的过程，建立专用控制信道。
在根据此前的描述进行配置的移动通信系统中，控制站53基于基站521测得的小区内干扰量测量结果进行无线资源选择，通知基站521该次选择的结果，从而建立专用控制信道。
然而，为了进行上述无线资源，选择必须引发基站进行干扰量测量并向控制站报告测量结果。这样就增加了基站和控制站之间的控制信号流量。这导致了下述问题：从接收到无线信道建立请求到通知移动台专用控制信道的无线资源分配结果之间所需的时间变长。
另一方面，在美国专利第5,267,261中公开了利用CDMA扩频蜂窝通信系统中的移动台实现的软越区切换。根据这种方案，不同基站发送公共的导频信号，这些信号在码相位上有所不同，移动台监视这些导频信号的强度，通过基站向系统控制器报告测得的信号强度。但是在这种方案中，也不需要改变移动台和基站之间的通信以及基站和系统控制器之间的通信。
此外，在JP-A-8-65738中公开了一种使用CDMA-TDMA方案的移动通信方法，其中分配给每个小区多个时隙中的一个用以建立一条线路。现在假定某个特定基站正与某个移动台通信，该移动台的传输功率由该基站控制。如果某个建筑物截断了该移动台发向另一个不同基站的信号，直到因为该移动台的移动而使后者接收到一个强电磁波，则通常对不同移动台的干扰会突然增加。然而，根据JP-A-8-65738中公开的方法，因为不同基站使用的时隙与该特定基站所用的时隙不同，所以可以避免这种干扰的影响。此处每个基站可以测量它与附近基站之间的相互干扰，并自己进行时隙分配。但是，这种方法涉及减少多个基站间干扰的时隙选择，它与在多个移动台和位于同一个小区且采用CDMA方案的基站之间建立专用控制信道无关。
此外，在JP-A-8-195977中公开了一种在采用TDMA/TDD(时分双工)方案的移动通信系统中搜索可用控制信道的方法。根据这种方法，基站测量在信道搜索时刻预定承载一个下行控制信号的时隙中的干扰波值。除非测得的干扰波值小于或等于某个规定的干扰波值，否则基站测量另一时隙中的干扰波值，直到发现一个时隙满足该条件。对上行时隙也以相同方式测量干扰波值。但是，这种方法也涉及多个基站间的时隙选择，它与在多个移动台和位于同一个小区且采用CDMA方案的基站之间建立专用控制信道无关。
本发明解决了传统技术的上述问题。本发明的目的在于提供一种移动通信系统，其中基站可以自主地为建立专用控制信道进行无线资源选择和分配，并且可以迅速地建立该专用控制信道而不会增加基站和控制站之间的控制信号流量。
为了解决前述问题，在根据本发明的移动通信系统中，移动台通过一个随机访问信号请求建立一个专用控制信道，用于在该移动台和基站之间的无线区段上发送/接收控制信息；通过所建立的专用控制信道发送/接收呼叫建立的控制信息；基站包括干扰值测量装置，用于测量该基站所支持的小区中存在的干扰量，以及无线资源选择装置，用于通过比较干扰值测量装置测得的小区中干扰量和某个预定值来判断专用控制信道的建立是否可能，并用于当判定可以建立专用控制信道时，为该专用控制信道选择一个事先保证安全的无线资源；通过采用该无线资源选择装置所选择的无线资源，在移动台和基站之间的无线区段上建立专用控制信道。在从移动台接收到一个无线信道建立请求之后，每一基站可以如此前所述那样自主地为专用控制信道选择无线资源。这样就实现了一种出色的移动通信系统，它能够在从移动台接收到一个请求之后迅速建立专用控制信道.
本发明涉及在建立和终止连接，初始位置登记，和用户鉴权过程中，在移动台和基站之间建立专用控制信道。也是在这一方面，本发明不同于美国专利第5,267,261号。
图1是示出传统移动通信系统配置的框图；
图2是示出传统移动通信系统的无线资源选择过程的流程图；
图3是示出在本发明第一实施例中移动通信系统的配置的框图；
图4是示出本发明第一实施例中移动通信系统的无线资源选择过程的流程图；
图5是示出本发明第二实施例中移动通信系统的配置的框图；
图6是示出本发明第二实施例中移动通信系统的无线资源选择过程的流程图；
图7是示出本发明第三实施例中移动通信系统的配置的框图；以及
图8是示出本发明第三实施例中移动通信系统的无线资源选择过程的流程图。
此后将结合附图描述本发明的多个实施例。
(第一实施例)
图3示出了根据本发明的移动通信系统的框图。
在图3中，移动通信系统由移动台11，基站121，122，…，12N以及一个控制站13组成。为了进行无线资源，选择，基站12i(i＝1，2，…，N)，至少具有干扰值测量装置12i1(i＝1，2，…，N)，用于测量该站本身所在的小区中存在的干扰值，以及无线资源选择装置12i2(i＝1，2，…，N)。基于干扰值测量装置12i1(i＝1，2，…，N)测得的干扰量测量结果，无线资源选择装置12i2(i＝1，2，…，N)判定是否可以进行信道分配。在无线资源选择装置12i2(i＝1，2，…，N)已判明可以进行分配的情况下，它实施无线资源选择。此处无线资源至少包括基站的无线设备和移动台和基站建立专用控制信道所需的扩频码。
下面将结合图4描述根据此前描述配置的移动通信系统中的无线资源选择过程。
图4说明了在本发明第一实施例中建立专用控制信道的无线资源选择过程。作为例子，下面将描述移动台11位于由基站121提供服务的小区中，并且移动台11请求基站121建立无线信道的情况。
(步骤1)
通过上行链路上的控制信道，移动台11发送一个无线信道建立请求。该控制信道由多个移动台随机访问。
(步骤2)
基站121通过图3中所示的干扰值测量装置1211测量小区内的干扰量。
(步骤3)
基于干扰值测量响应，基站121判断是否可以通过图3所示的无线资源选择装置1212进行无线信道分配。在判明可以进行分配的情况下，无线资源选择装置1212选择一个无线资源。对无线资源选择操作而言，从事先设置且保证安全的无线资源中选出一个无线资源用于专用控制信道。至于扩频码的选择，例如可以采用下述选择方法。假定码序号O到K被分配给该专用控制信道，则逐个使用未使用的序号最小的扩频码。
通过选出的无线资源，基站121启动一个无线信道以发送/接收专用控制信道。
(步骤4)
在无线信道建立响应中，基站121通知移动台11无线资源选择的结果：
通过此前描述的步骤1到4的过程，建立专用控制信道。
在接收到移动台的无线信道建立请求之后，在本发明的第一实施例中基站自主地进行专用控制信道的无线资源选择。为了实现这一点。每个基站包括干扰值测量装置，用于测量小区中的干扰量，和无线资源选择装置，用于基于小区中干扰量的测量结果判断是否可以进行信道分配，以及响应于可进行信道分配的判定，在事先设定且保证安全的无线资源中为该专用控制信道进行选择和分配。因此，可以迅速建立专用控制信道，而不需要为无线资源分配在基站和控制站之间发送/接收控制消息。
(第二实施例)
本发明的第二实施例与第一实施例的区别在于，移动台发送的请求基站建立无线信道的消息至少包括一个移动台标识符，基于该移动台标识符，移动台和基站分别执行相同的无线资源选择过程。因此，如图5所示，移动台11包括扩频码选择装置111。
图6是说明本发明第二实施例的无线资源选择过程的图。下面结合图6描述本发明第二实施例的无线资源选择过程。作为例子，下面将描述移动台11位于由基站121提供服务的小区中，并且移动台11请求基站121建立一个无线信道的情况。
(步骤1)
移动台11向基站121发送一个包含它本身的移动台标识符的无线信道建立请求。
(步骤2)
基站121通过图5所示的干扰值测量装置1211测量小区内的干扰量。
(步骤3)
基于干扰值测量响应，基站121判断是否可以通过图5所示的无线资源选择装置1212进行无线信道分配。在判明可以进行分配的情况下，该无线资源选择装置1212选出一个无线资源。对无线资源选择操作而言，是为了选出一个发送/接收专用控制信道的无线设备，和一个发送/接收专用控制信道的扩频码。假定利用移动台标识符进行扩频码的选择。如果，例如扩频码序号0到9对系统中专用控制信道是安全的，则通过进行模10的余数计算将移动台划分成组0到9，扩频码序号与组序号相关联。
利用选出的无线资源，基站121启动一个无线信道以发送/接收专用控制信道。
(步骤4)
也是在移动台11中，图5所示的扩频码选择装置11选出用于专用控制信道的扩频码，其选择方法与基站121采用的扩频码选择方法相同，该方法在步骤3中描述。
通过此前描述的步骤1到4的过程，建立起专用控制信道。
这样根据本发明的第二实施例，移动台发出的无线信道建立请求消息至少包括它本身的移动台标识符，基于该移动台标识符，移动台和基站执行相同的无线资源选择过程。因此，可以建立专用控制信道，而不需要从基站向移动台发送为专用控制信道指定的无线信道(扩频码)的相关信息。因此，移动台在接收到基站的无线信道建立响应之后，能够立即启动该专用控制信道。
(第三实施例)
本发明的第三实施例与第二实施例在下面这一点上有所不同。在多个移动台发送无线信道建立请求，并且多个移动台中的无线资源选择和分配结果相同的情况下，应当执行无线重选和重分配操作以分配不同无线资源给多个移动台。因此如图7所示，基站12i包括重选装置12i3和重选通知装置12i4。
图8是说明本发明第三实施例的无线资源选择过程的图。下面将结合图8描述本发明第三实施例的无线资源选择过程。此处示出了两个移动台1和2请求基站121建立无线信道的情况作为例子。
(步骤1)
移动台1和移动台2都向基站发送一个无线信道建立请求。该无线信道建立请求至少包括该移动台的移动台标识符。
(步骤2)
基站测量小区内干扰量。
(步骤3)
基于小区内干扰量，基站判断是否可以为移动台1和移动台2分配信道。
现在假定已判定可以为移动台1和移动台2分配信道。
(步骤4)
基于移动台1的移动台标识符MS#1为移动台1选出一个无线资源。以同样方式基于移动台2的移动台标识符MS#2为移动台2选出一个无线资源。其选择方法是一个类似于第二实施例的步骤3中所描述的过程。
(步骤5)
判断选出并分配给移动台1的无线资源是否与选出并分配给移动台2的无线资源不同。如果分配了相同的无线资源，处理进行到步骤6。如果分配了不同的无线资源，处理进行到步骤9。
(步骤6)
如果为移动台1和2分配了同一个无线资源，则通过图7所示的重选装置1213为移动台2重新选择无线资源。例如，现在假定采用第二实施例步骤3中描述的方法，最初将移动台2划分成到第n个组。在这种情况下，通过重新分配一个由“(n+l)mod 10”表示的组，可以分配给移动台2一个不同于移动台1所用无线资源的无线资源。
(步骤7)
利用为移动台1选出的无线资源和为移动台2重新选择的无线资源，基站121分别为移动台1和2启动发送专用控制信道的无线信道。
(步骤8)
利用图7所示的重选通知装置1214，基站121在无线信道建立响应中通知移动台1已执行了正常的选择，并通知移动台2已选择了下一备选无线资源。至于通知的内容，可以通知由正常分组所得的组序号与重选分组所得的组序号之间的序号差(在上述例子中序号差为1)。
(步骤9)
在分配不同无线资源给移动台1和2的情况下，基站121分别为移动台1和2启动不同的无线信道以发送/接收专用控制信道。
(步骤10)。
在无线信道建立响应中，基站121通知移动台1和2已进行了正常的选择。
(步骤11)
也是在移动台1中，图7所示的扩频码选择装置111基于移动台1的移动台标识符WS#1，根据与基站121所用的扩频码选择方法相同的选择方法，选出一个用于专用控制信道的扩频码。
(步骤12)
同样在移动台2中，图7所示的扩频码选择装置112基于移动台2的移动台标识符WS#2，根据与基站121所用的扩频码选择方法相同的选择方法，选出一个用于专用控制信道的扩频码。
(步骤13)
在移动台2通过无线信道建立响应获知在基站121中已为移动台2重新选择了一个无线资源的情况下，移动台2根据基站121的通知内容为该专用控制信道重新选择一个扩频码。
通过步骤1到13的过程，建立专用控制信道。在上面描述的例子中，描述了为两个移动台发出的无线信道建立请求选择了同一个无线资源的情况的重选过程。在为三个或更多个移动台发出的无线信道建立请求选择了同一个无线资源的情况下，也可以类似地执行重选过程。
根据此前所述，本发明的第三实施例与第二实施例的不同在于，在为多个移动台发出的无线信道建立请求选择了同一个无线资源的情况下，进行无线资源的重新选择，从而为多个移动台选择不同的无线资源。因此，一定会执行第二实施例中的无线资源选择。
根据此前描述的本发明，在一个移动通信系统中，移动台通过一个随机访问信号请求在该移动台和基站之间的无线区段上建立一个专用控制信道以发送/接收控制信息，并且呼叫建立的控制信息通过这个专用控制信道发送/接收，对该移动通信系统可以进行适当的配置，以在每个基站中事先设置用于建立专用控制信道的无线资源，并保证后者的安全，在接收到专用控制信道建立请求之后，基站自主地在无线资源中进行选择。因此可以迅速建立专用控制信道。因此就产生了这样一种效果：基站可以自主地选择用于专用控制信道的无线资源，而不需要在基站和控制站之间发送/接收无线资源选择的控制消息。