專利名稱：用于控制無線電通信系統(tǒng)中的硬和軟越區(qū)切換中方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于無線電通信的方法和系統(tǒng)，并且更特別涉及這樣的系統(tǒng)在該系統(tǒng)中可以把一個(gè)連接從一個(gè)信道或者基站切換到另外一個(gè)。
就象世界其余地方一樣，蜂窩電話產(chǎn)業(yè)在美國已經(jīng)在商業(yè)運(yùn)作中做出了顯著的進(jìn)步。在主要大都市區(qū)域中的發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了期望值并且正迅速地超過系統(tǒng)容量。如果這種趨勢(shì)繼續(xù)下去，則此工業(yè)發(fā)展的結(jié)果將甚至很快達(dá)到最小市場。所以需要?jiǎng)?chuàng)新的解決方案來解決這些正在增加的容量需要并保持高質(zhì)量的服務(wù)并且避免升高價(jià)格。
在蜂窩系統(tǒng)中，例如，在一個(gè)移動(dòng)臺(tái)改變它的位置并且如此移出一個(gè)基站的覆蓋范圍然后進(jìn)入另外一個(gè)基站的覆蓋范圍時(shí)，通常提供容量來傳送該移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)基站到另外一個(gè)基站之間的一個(gè)連接的處理。這類越區(qū)切換通常被稱為一個(gè)″小區(qū)間″越區(qū)切換，因?yàn)榕c基站相關(guān)的覆蓋范圍通常被稱為″小區(qū)″。根據(jù)當(dāng)前信道的質(zhì)量，可能還想要從基站的一個(gè)信道把一個(gè)連接傳送到由同一基站提供的另外一個(gè)信道，此越區(qū)切換通常被稱為″小區(qū)內(nèi)″越區(qū)切換。
所謂的″硬″越區(qū)切換是指這樣執(zhí)行的越區(qū)切換在其中，在從一個(gè)原始的服務(wù)基站收到的發(fā)射和從一個(gè)新的目標(biāo)基站收到的發(fā)射之間在時(shí)間上沒有重疊。如

圖1所示，在硬越區(qū)切換期間，移動(dòng)臺(tái)(MS)通常首先中斷它與它的原始基站(BTS1)的連接然后建立與它的新基站(BTS2)的一個(gè)連接。
相反，″軟″越區(qū)切換是指這樣的越區(qū)切換，其中，對(duì)于時(shí)間的某個(gè)周期，一個(gè)移動(dòng)臺(tái)基本上接收來自兩個(gè)(或多個(gè))發(fā)射源的相同信息。在圖1(b)中說明了一種典型的軟越區(qū)切換方案。在其中，在開始軟越區(qū)切換之前，MS被連接到BTS1。在軟越區(qū)切換期間，MS不用撤消對(duì)BTS1的連接就建立對(duì)BTS2的一個(gè)連接?？梢园颜c一個(gè)特定的移動(dòng)臺(tái)同時(shí)通信的每個(gè)基站稱為那個(gè)移動(dòng)臺(tái)的″活動(dòng)組(activeset)″的一個(gè)成員。在建立與BTS2的連接之后的一段時(shí)間將斷開與BTS1的連接，這是軟切換過程的終止。來自BTS1與BTS2的重疊發(fā)射允許移動(dòng)臺(tái)從它的原始服務(wù)基站接收信息平滑地切換到從它的新目標(biāo)基站接收信息。在軟越區(qū)切換期間，移動(dòng)臺(tái)還可以受益于這樣的事實(shí)它基本上接收來自兩個(gè)源的相同的信息以便通過執(zhí)行兩個(gè)接收信號(hào)的分集選擇/合并來改善它的接收信號(hào)質(zhì)量。
為了簡單起見，在使用全向天線的基站環(huán)境中描述硬和軟越區(qū)切換的前述示例，即，其中每個(gè)基站發(fā)射信號(hào)，該信號(hào)在一個(gè)大體上圓形方向上傳播，即，在360度方向上傳播。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在無線電通信系統(tǒng)中也可以使用其它天線結(jié)構(gòu)和發(fā)射技術(shù)。例如，可以把一個(gè)小區(qū)細(xì)分為好幾個(gè)扇區(qū)，例如，細(xì)分為三個(gè)扇區(qū)，在此，每個(gè)扇區(qū)覆蓋一個(gè)120度的角度，如圖2所示。做為選擇，該系統(tǒng)或者小區(qū)可以使用如圖3所示的一種天線陣結(jié)構(gòu)。在其中，一種典型的無線電通信系統(tǒng)200包括使用一種固定射束相位陣列(未表示)的一個(gè)無線基站220。該相位陣列產(chǎn)生多個(gè)固定窄射束(B1，B2，B3，B4等等)其從基站220放射狀地伸展，其中的至少一個(gè)用于與MS210通信。最好，這些射束重疊以便產(chǎn)生一個(gè)連接的覆蓋范圍來服務(wù)于一個(gè)無線電通信小區(qū)。雖然沒有示出，但是相位陣列實(shí)際上可以由三個(gè)相位陣列扇區(qū)天線組成。
當(dāng)然，可以把在圖1(a)和1(b)中對(duì)于全向天線的有關(guān)硬和軟越區(qū)切換的上述原理直接地應(yīng)用到使用扇形和/或天線陣的其他系統(tǒng)中。在隨后這些類型的系統(tǒng)中，可以在同一基站的扇區(qū)或者射束之間以及在與不同基站相關(guān)的扇區(qū)或者射束之間執(zhí)行硬和軟越區(qū)切換。
兩種類型的越區(qū)切換各有它們的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。一方面，軟越區(qū)切換提供一種壯實(shí)的裝置，用于把從一個(gè)基站的連接改變到另外一個(gè)。然而，由于在軟越區(qū)切換期間移動(dòng)臺(tái)連接到多個(gè)基站，所以軟越區(qū)切換需要的系統(tǒng)資源比硬越區(qū)切換多。因此，硬越區(qū)切換的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)系統(tǒng)資源的減約需要，而當(dāng)與軟越區(qū)切換相比時(shí)它的缺點(diǎn)就是丟失呼叫的概率更高。
把硬和軟越區(qū)切換兩種都使用在某些無線電通信系統(tǒng)中。例如，圖4說明在WO96/02117中描述的一種系統(tǒng)，在其中按順序應(yīng)用軟和硬越區(qū)切換。在其中示出了包含兩個(gè)基站控制器BSC1和BSC2的一種系統(tǒng)。BSC1控制基站BTS11、BTS12和BTS13，而BSC2控制基站BTS21、BTS22和BTS23。由耦合到一個(gè)BSC上的所有基站服務(wù)的區(qū)域被稱作一個(gè)″BSC區(qū)域″。
對(duì)于這個(gè)例子，假定位于兩個(gè)BSC區(qū)域之間的邊界處的移動(dòng)臺(tái)(MS)從基站BTS12服務(wù)的小區(qū)A移動(dòng)到小區(qū)B。小區(qū)B由兩個(gè)重疊基站BTS11和BTS21服務(wù)。BTS11耦合到控制器BSC1，而BTS21耦合到基站控制器BSC2。當(dāng)MS移到小區(qū)B時(shí)，它執(zhí)行由BSC1控制的一個(gè)軟越區(qū)切換到基站BTS11的一個(gè)業(yè)務(wù)信道。
進(jìn)一步假定MS繼續(xù)向前到小區(qū)C并最終進(jìn)入它的無線電通信覆蓋范圍的區(qū)域?；綛TS22，服務(wù)小區(qū)C，受控于BSC2。在使其能夠激活基站BTS22用于越區(qū)切換之前，必須首先把呼叫控制從以前的控制器BSC1切換到基站控制器BSC2。這一點(diǎn)通過執(zhí)行一個(gè)硬越區(qū)切換來實(shí)現(xiàn)。該MS執(zhí)行從基站BTS11到基站BTS21的一個(gè)硬越區(qū)切換，并且因此發(fā)生從BSC1到BSC2的基站控制器改變。最后，實(shí)現(xiàn)從BTS21到BTS22的一個(gè)軟越區(qū)切換。
可是，在WO96/02117中描述的這些技術(shù)沒有提供用于控制軟或硬越區(qū)切換的使用的一種裝置。而是這些技術(shù)只不過提供一種預(yù)想裝置，用于減少與從受控制于第一BSC的服務(wù)區(qū)域到受控制于第二BSC的服務(wù)區(qū)域的一個(gè)移動(dòng)區(qū)域的越區(qū)切換相關(guān)的干擾和信令開銷。因此，這些技術(shù)本身沒有提供任何解決方案用于控制每一小區(qū)之間的軟和硬越區(qū)切換使用。
如圖5所示，根據(jù)歐洲專利申請(qǐng)817517A1，介紹了用于為一個(gè)移動(dòng)臺(tái)確定一種適當(dāng)類型越區(qū)切換的一種技術(shù)。在圖中，對(duì)于MS最初所屬的小區(qū)(實(shí)線)以及對(duì)于一個(gè)鄰近的小區(qū)(虛線)表示了接收桿信道(即，一種廣播控制信道)電平。接收電平用相對(duì)于移動(dòng)臺(tái)的位置給出。
根據(jù)EP817517A1，一種CDMA移動(dòng)通信的越區(qū)切換類型判斷方法提供具有不同越區(qū)切換啟動(dòng)條件的不同類型的越區(qū)切換。首先估計(jì)在一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的可用類型的越區(qū)切換之中越區(qū)切換啟動(dòng)條件最弱的一種越區(qū)切換。在移動(dòng)臺(tái)處確定這類越區(qū)切換的越區(qū)切換啟動(dòng)狀態(tài)滿足與否。當(dāng)滿足該越區(qū)切換的越區(qū)切換啟動(dòng)條件時(shí)通知每個(gè)基站執(zhí)行此類越區(qū)切換。
可是，在EP817517A1中描述的該技術(shù)要求把每個(gè)扇區(qū)關(guān)于哪一類型的越區(qū)切換可用通知給移動(dòng)臺(tái)。因此，在適合于越區(qū)切換的若干可能的小區(qū)/扇區(qū)之中，該越區(qū)切換可能具有不同可用越區(qū)切換類型，移動(dòng)臺(tái)首先不得不選定具有最弱啟動(dòng)條件的可用越區(qū)切換的所有的小區(qū)/扇區(qū)。在第二步驟中，將執(zhí)行在所有這些小區(qū)/扇區(qū)之中的一個(gè)判決。因此，這些技術(shù)具有兩個(gè)步驟過程的缺點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)(即，基站)和移動(dòng)臺(tái)之間需要強(qiáng)信令并且它的實(shí)現(xiàn)也是相當(dāng)復(fù)雜。
因此，需要開發(fā)增強(qiáng)技術(shù)來確定什么時(shí)候一個(gè)越區(qū)切換合適以及哪一類型的越區(qū)切換合適，在不同的操作條件之下有效地利用系統(tǒng)資源。
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)越區(qū)切換技術(shù)的這些以及其他的問題、缺點(diǎn)以及限制，本發(fā)明中提供一種機(jī)制，用于控制軟和硬越區(qū)切換的使用。如本發(fā)明的典型實(shí)施例所述方法和系統(tǒng)確定在當(dāng)前無線電條件下在一個(gè)特定的位置處哪一越區(qū)切換類型最好。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是在使網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)臺(tái)之間的開銷信令最小化的同時(shí)控制硬和軟越區(qū)切換。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供控制方法和系統(tǒng)，其適用于在一個(gè)小區(qū)/扇區(qū)中同時(shí)使用多個(gè)頻帶來提供通信的無線電通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的這些以及其他目的通過一種方法來實(shí)現(xiàn)，該方法用于控制一個(gè)無線電通信系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)到一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源的越區(qū)切換，其包括步驟把許多發(fā)射源編組為一個(gè)組；從所述組中指定至少一個(gè)發(fā)射源給與所述移動(dòng)臺(tái)相關(guān)的一個(gè)活動(dòng)組；如果所述至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源在所述組之內(nèi)，則選擇向至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源發(fā)生第一類型的越區(qū)切換；以及如果未選擇所述第一類型的越區(qū)切換，則選擇向所述至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源發(fā)生第二類型的越區(qū)切換。
在該方法中，執(zhí)行把發(fā)射源(例如，小區(qū)，扇區(qū)，基站，射束或者它的組合)編組為組，該組被表示為軟區(qū)域。每個(gè)軟區(qū)域具有它自己的軟區(qū)域身份。對(duì)于彼此不是非常接近的扇區(qū)可以重復(fù)使用軟區(qū)域身份。在活動(dòng)組中的所有成員具有相同的軟區(qū)域身份。可是，每個(gè)發(fā)射源可以屬于多個(gè)軟區(qū)域，即，把一個(gè)發(fā)射源指定給不同的組是可能的。
如本發(fā)明所述的軟區(qū)域越區(qū)切換機(jī)制提供許多益處。例如，與EP817517 A1中描述的技術(shù)相比，將減少在移動(dòng)臺(tái)和與控制越區(qū)切換類型選擇相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)之間的開銷信令。這歸因于這樣的事實(shí)為了確定哪一類型的越區(qū)切換合適----如果有的話，我們把小區(qū)/扇區(qū)編組為不同的軟區(qū)域，代替了分別地處理每個(gè)小區(qū)/扇區(qū)。此外，這些技術(shù)提供一個(gè)一步程序，它在能被使用的各種越區(qū)切換類型數(shù)目上提供巨大的靈活性。
小區(qū)規(guī)劃者可以使用在此描述的軟區(qū)域概念作為一個(gè)工具以便考慮在某些小區(qū)之間硬越區(qū)切換可能更合理以及在其他小區(qū)之間軟切換可能最適當(dāng)。此外，把發(fā)射源編組為特定的軟區(qū)域不需要是靜態(tài)的，例如，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作員根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變(例如，小區(qū)增加或小區(qū)分裂)、負(fù)載狀態(tài)改變等等可以調(diào)整軟區(qū)域分配。通過一種動(dòng)態(tài)重組算法，例如，基于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源，空中接口資源以及加栽模式，還可以自動(dòng)地重組軟區(qū)域。
在該方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一類型的越區(qū)切換是一個(gè)軟越區(qū)切換。在一個(gè)軟越區(qū)切換中，活動(dòng)組的至少一個(gè)發(fā)射源和越區(qū)切換中的至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源在大體上相同的時(shí)間時(shí)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)射基本上相同的信息。第二類型的越區(qū)切換最好是一個(gè)硬越區(qū)切換，其中一個(gè)移動(dòng)臺(tái)停止接收來自現(xiàn)有的一個(gè)發(fā)射源的發(fā)射以便接收來自一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源的發(fā)射。在一典型實(shí)施例中，軟越區(qū)切換可能只由具有作為活動(dòng)組當(dāng)前成員的同一軟區(qū)域Id的發(fā)射源執(zhí)行。同樣地，硬越區(qū)切換可能只由具有除活動(dòng)組當(dāng)前成員之外的一個(gè)不同軟區(qū)域Id的發(fā)射源執(zhí)行。
適當(dāng)?shù)陌l(fā)射源的例子包括一個(gè)小區(qū)，一個(gè)基站，一個(gè)頻帶，與一個(gè)天線陣相關(guān)的一個(gè)射束以及一個(gè)扇區(qū)。最好，一個(gè)組的發(fā)射源的全體成員可以被重新調(diào)整。
操作在一個(gè)無線電通信系統(tǒng)中的一個(gè)基站可以支持兩個(gè)或多個(gè)不同頻帶上的通信。在這種情況下，對(duì)組的一個(gè)適當(dāng)選擇是把由所述基站提供的第一頻帶中的發(fā)射源指定給一個(gè)組。
選擇一個(gè)越區(qū)切換的步驟最好包括測量與一組發(fā)射源相關(guān)的質(zhì)量電平的步驟。然后會(huì)同至少一個(gè)門限值可以估計(jì)所測量的質(zhì)量電平。在移動(dòng)臺(tái)的活動(dòng)組中的全體成員用這種方式以該估計(jì)步驟的結(jié)果為基礎(chǔ)?？梢哉{(diào)整一個(gè)較好的門限值。例如，它可以作為與所述活動(dòng)組的一個(gè)成員相關(guān)的質(zhì)量電平的一個(gè)函數(shù)而變化。
質(zhì)量電平測量的較合適的量例如有下行鏈路信干比，下行鏈路接收信號(hào)強(qiáng)度，下行鏈路路徑損耗或者下行鏈路路徑損耗加上行線路干擾。各種量的組合也可以使用。
最好，把發(fā)射源的組標(biāo)識(shí)符發(fā)射給移動(dòng)臺(tái)。
按照本發(fā)明，在一個(gè)無線電通信系統(tǒng)中用于控制一個(gè)移動(dòng)臺(tái)向一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源的越區(qū)切換的一種控制器，最好包括一個(gè)處理器，其把一個(gè)連接的一個(gè)軟越區(qū)切換從具有指定到那的第一組標(biāo)識(shí)的至少一個(gè)第一發(fā)射源中選擇到含有指定到那的第二組標(biāo)識(shí)的至少一個(gè)第二發(fā)射源，當(dāng)所述第一和第二組標(biāo)識(shí)相同的話。一個(gè)發(fā)射源例如可以包括一個(gè)天線陣的一個(gè)或多個(gè)射束或者與一個(gè)或多個(gè)基站相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)扇區(qū)。把所述連接的一個(gè)硬越區(qū)切換從一個(gè)第一發(fā)射源選擇到一個(gè)第二發(fā)射源，當(dāng)所述第一和第二組標(biāo)識(shí)不同的話。把一個(gè)發(fā)射源指定給所述第一和第二組兩者是可能的。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射源包括布置在相同基站內(nèi)的收發(fā)信機(jī)，但是這些收發(fā)信機(jī)支持不同頻帶上的通信。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，控制器中的一個(gè)處理器可以把一個(gè)發(fā)射源從第一組識(shí)別重新指定到另外一個(gè)組標(biāo)識(shí)。該處理器可以是與選擇發(fā)射裝置的處理器相同或不同的形式。
可以把該控制器布置在通信網(wǎng)的一個(gè)交換機(jī)中。交換是通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，用于控制連接，例如像一個(gè)BSC(基站控制器)或者根據(jù)GSM或UMTS規(guī)范的一個(gè)MSC(移動(dòng)交換中心)或者一個(gè)RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器)。控制器還可以被布置在一個(gè)移動(dòng)臺(tái)中。
如本發(fā)明所述的一個(gè)優(yōu)選無線電通信系統(tǒng)包括至少一個(gè)第一發(fā)射源，具有指定到那的一個(gè)第一組標(biāo)識(shí)并且支持與一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的連接。一個(gè)第二發(fā)射源具有指定到那的一個(gè)第二組標(biāo)識(shí)。與一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器相關(guān)的一個(gè)處理器，例如一個(gè)交換機(jī)，用于控制發(fā)射源的操作而所述移動(dòng)臺(tái)把連接的一個(gè)軟越區(qū)切換從一個(gè)第一發(fā)射源選擇到一個(gè)第二發(fā)射源，當(dāng)組識(shí)別相同的時(shí)候。當(dāng)所述第一和第二組標(biāo)識(shí)不同時(shí)，把所述連接的一個(gè)硬越區(qū)切換從第一發(fā)射源選擇到第二發(fā)射源。
在會(huì)同附圖閱讀下列詳細(xì)說明書之后，本發(fā)明前述的以及其他的目的、特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)將更容易理解，附圖中
圖1(a)是硬越區(qū)切換的一個(gè)說明；圖1(b)是軟越區(qū)切換的一個(gè)說明；圖2描述了使用扇區(qū)天線的一個(gè)基站；圖3表示使用一個(gè)天線陣的一個(gè)基站；圖4是一種傳統(tǒng)技術(shù)的說明，其用于執(zhí)行順序的硬和軟越區(qū)切換以便對(duì)包括兩個(gè)基站控制器的一個(gè)連接進(jìn)行越區(qū)切換；圖5描述了用于控制各種類型越區(qū)切換的另外一個(gè)傳統(tǒng)技術(shù)；圖6是表示一個(gè)典型移動(dòng)臺(tái)的各個(gè)功能塊的一個(gè)方框圖；圖7是闡明用于增加、刪除以及更換扇區(qū)的各個(gè)越區(qū)切換算法條件的圖；圖8表示把三個(gè)小區(qū)編組為兩個(gè)軟區(qū)域，用于描述本發(fā)明的典型在下面的說明書中，為了解釋的目的而不是為了限制，提出諸如特定的電路、電路組件、技術(shù)等等之類的具體細(xì)節(jié)是為了提供本發(fā)明的全面理解?？墒?，很顯然，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說可以在偏離這些具體細(xì)節(jié)的其他實(shí)施例中實(shí)踐本發(fā)明。在其他實(shí)施例中，省略了熟知的方法、裝置以及電路的詳細(xì)的敘述以便不使由于不必要的細(xì)節(jié)而使本發(fā)明的描述不清楚。例如，雖然在此沒有詳細(xì)描述，但是本發(fā)明適用于使用任何類型的接入方法學(xué)的無線電通信系統(tǒng)，例如，頻分多址(FDMA)，時(shí)分多址(TDMA)，碼分多址(CDMA)或者它們的任何混合形式。
而且，此說明書描述了適合于各種類型越區(qū)切換的技術(shù)。可是，可以把這些技術(shù)應(yīng)用到來自或者去到任何發(fā)射源(例如，一個(gè)小區(qū)，一個(gè)基站，一個(gè)扇區(qū)，一個(gè)射束，一臺(tái)收發(fā)信機(jī)，等等)的越區(qū)切換中。雖然在此基本使用術(shù)語″小區(qū)″來說明如本發(fā)明所述的越區(qū)切換裝置如何操作，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些技術(shù)同樣地可被應(yīng)用到任何類型的發(fā)射源。
在描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)以前，在圖6中說明一下上述可以操作來執(zhí)行信號(hào)質(zhì)量測量的一種移動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)實(shí)例。為了只闡明與下行鏈路信號(hào)強(qiáng)度測量相關(guān)的那些組件，已經(jīng)簡化了此方框圖，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道與移動(dòng)臺(tái)相關(guān)的其他主要功能塊。在圖6中，由發(fā)射機(jī)/接收機(jī)TRX500接收呼入無線電信號(hào)。通過微處理器控制器530，定時(shí)與接收碼元序列同步。接收信號(hào)強(qiáng)度由一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度測量部分520測量，然后它的值被傳遞給微處理器控制器530。還可以把由模塊540產(chǎn)生的接收信號(hào)的比特差錯(cuò)率(BER)確定為接收信號(hào)質(zhì)量的一個(gè)指示。接收信號(hào)質(zhì)量的此測量特別相關(guān)于確定什么時(shí)侯希望一個(gè)小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換。當(dāng)然，本發(fā)明適用于使用任何類型的質(zhì)量測量參數(shù)的系統(tǒng)，例如，信干比，接收信號(hào)強(qiáng)度或者路徑損耗。移動(dòng)臺(tái)還將具有輸入輸出裝置，例如一個(gè)鍵盤和顯示器535，以及一個(gè)麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器單元(未表示)，它使信息能夠在移動(dòng)臺(tái)和基站之間進(jìn)行交換。
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接收一個(gè)測量命令中的信道編號(hào)、碼或者其他信道識(shí)別信息的一個(gè)列表時(shí)，它將測量與那些信道的每一個(gè)相關(guān)的接收信號(hào)質(zhì)量。一旦移動(dòng)臺(tái)已經(jīng)進(jìn)行了被請(qǐng)求的測量，至少兩個(gè)不同的估計(jì)技術(shù)可以被使用。第一，如果使用網(wǎng)絡(luò)估計(jì)越區(qū)切換(NEHO)，則移動(dòng)臺(tái)將向系統(tǒng)報(bào)道測量值，然后該系統(tǒng)將使用一個(gè)越區(qū)切換算法來評(píng)估各個(gè)扇區(qū)。做為選擇，如果使用移動(dòng)評(píng)估切換(MEHO)，則移動(dòng)臺(tái)它自己將評(píng)估各個(gè)扇區(qū)。
在圖7中提供一個(gè)例子來闡明根據(jù)把一個(gè)越區(qū)切換算法應(yīng)用到這些測量上活動(dòng)組在時(shí)間上可以如何改變。假設(shè)在圖7的越區(qū)切換方案中有感興趣四個(gè)扇區(qū)(A，B，C，D)，最初假定只有扇區(qū)A屬于該活動(dòng)組。在這個(gè)例子中的測量系統(tǒng)包含活動(dòng)組的所有扇區(qū)以及該活動(dòng)組的所有相鄰扇區(qū)，在這個(gè)例子中為A，B和C。一般而言，測量系統(tǒng)包含移動(dòng)臺(tái)對(duì)其進(jìn)行測量的所有發(fā)射源。測量系統(tǒng)通常包括活動(dòng)組的所有成員以及作為該活動(dòng)組中的發(fā)射源的相鄰發(fā)射源。該測量系統(tǒng)通常也通過網(wǎng)絡(luò)來定義并且被周期性地發(fā)射到移動(dòng)臺(tái)。
此典型越區(qū)切換算法表示按照在下面規(guī)定的條件來啟動(dòng)各種越區(qū)切換操作；1.增加一個(gè)扇區(qū)把一個(gè)扇區(qū)X加到當(dāng)前活動(dòng)組中，如果它的質(zhì)量Qx符合下列條件的話Qx＞Qbest-add_th在此，Qbest表示在該活動(dòng)組中具有最佳質(zhì)量的扇區(qū)的質(zhì)量而add_th是一個(gè)門限值。例如，如圖7所示，在標(biāo)記為’增加B’的時(shí)間瞬時(shí)處把扇區(qū)B加到活動(dòng)組中，因?yàn)樗馁|(zhì)量電平與從扇區(qū)A收到的質(zhì)量電平之間的差值低于add_th。注意，在時(shí)間″增加B″之后把扇區(qū)D加到測量組中，因?yàn)樗c扇區(qū)B鄰接。2.刪除一個(gè)扇區(qū)從當(dāng)前活動(dòng)組中刪除一個(gè)扇區(qū)X，如果它的質(zhì)量Qx符合下列條件的話Qx＜Qbest-delete_th在此，delete_th表示刪除門限值。在圖7中標(biāo)記為’去掉C’的時(shí)間瞬時(shí)處可以找到發(fā)生這種情形的例子，其中，從活動(dòng)組中刪除扇區(qū)C，因?yàn)樗慕邮召|(zhì)量電平與扇區(qū)B之間的差值超過delete_th。3.替換一個(gè)扇區(qū)在活動(dòng)組中所容許的小區(qū)的最大數(shù)目是有限的。一旦達(dá)到此最大數(shù)目，則認(rèn)為活動(dòng)組包和。如果活動(dòng)組包和并且具有下列條件的話，則一個(gè)扇區(qū)X替換該活動(dòng)組中具有最差質(zhì)量的扇區(qū)Qx＞Qbest+replace_th在此，replace_th表示用于扇區(qū)替換的門限值。在圖7中倘若活動(dòng)組中扇區(qū)的最大數(shù)目為二，則在圖7中標(biāo)記為’用C替換A’的時(shí)間瞬時(shí)處扇區(qū)C將替換扇區(qū)A。4.執(zhí)行一個(gè)硬越區(qū)切換如果扇區(qū)X的質(zhì)量Qx滿足下列條件的話，則執(zhí)行從當(dāng)前活動(dòng)組到一個(gè)新扇區(qū)的一個(gè)硬越區(qū)切換Qx＞Qbest+hho_th在此，hho_th表示用于硬切換的門限值，即，將刪除當(dāng)前活動(dòng)組的所有的連接并且將建立與扇區(qū)X的一個(gè)新連接。這是例如圖7中標(biāo)記為’硬切換到D’的時(shí)間瞬時(shí)處的情況。
在這個(gè)例子中，此越區(qū)切換算法中描述的增加、刪除或者替換一個(gè)扇區(qū)的操作作為軟越區(qū)切換而發(fā)生，除非超過了硬越區(qū)切換門限值，在此情況下硬越區(qū)切換優(yōu)先進(jìn)行。然而，根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，形成附加的控制裝置以便確定一個(gè)軟或者硬越區(qū)切換才是合適的。更特別地，本發(fā)明采用在此處被稱為一個(gè)″軟區(qū)域″的一種覆蓋裝置。該軟區(qū)域是一組小區(qū)、基站或者其他發(fā)射源(例如，扇區(qū)、射束等等)，它可以通過例如一個(gè)軟區(qū)域標(biāo)識(shí)號(hào)碼(軟區(qū)域id)來識(shí)別。然后只有在具有同一軟區(qū)域id的組內(nèi)部的成員之間允許軟越區(qū)切換。活動(dòng)組具有在此處被稱為″活動(dòng)軟區(qū)域身份″的一種軟區(qū)域身份。將在公共或者專用信道在把軟區(qū)域id從網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到移動(dòng)臺(tái)。因此，根據(jù)此典型實(shí)施例來修改關(guān)于圖7的如上所述的越區(qū)切換規(guī)則以使1.當(dāng)一個(gè)被測量小區(qū)(基站、發(fā)射源、射束、扇區(qū)等等)的質(zhì)量超過值Qbest-add_th(增加門限值)時(shí)，并且該被測量的小區(qū)具有與活動(dòng)軟區(qū)域身份相同的一個(gè)軟區(qū)域身份時(shí)，則在一個(gè)軟越區(qū)切換操作時(shí)將把該小區(qū)加到該活動(dòng)組中。如果該被測量小區(qū)具有除活動(dòng)組小區(qū)之外的一個(gè)不同的軟區(qū)域身份，則即使該被測量小區(qū)超過～-add_th也將不把該被測量小區(qū)加到該活動(dòng)組中。2.當(dāng)一個(gè)被測量小區(qū)(基站、發(fā)射源、射束、扇區(qū)等等)的質(zhì)量低于Qbest-delete_th的數(shù)值(刪除門限值)時(shí)，并且該被測量的小區(qū)屬于當(dāng)前活動(dòng)組時(shí)，則作為一個(gè)軟越區(qū)切換操作的一部分，將把該小區(qū)從當(dāng)前活動(dòng)組中刪除。3.當(dāng)一個(gè)被測量小區(qū)(基站、發(fā)射源、射束、扇區(qū)等等)的質(zhì)量超過Qbest+hho_th的數(shù)值(硬切換門限值)時(shí)，并且該被測量的小區(qū)不具有與活動(dòng)軟區(qū)域身份相同的一個(gè)軟區(qū)域身份時(shí)，則對(duì)該被測量小區(qū)將執(zhí)行一個(gè)硬越區(qū)切換。如果被測量小區(qū)具有與活動(dòng)組小區(qū)相同的軟區(qū)域身份時(shí)，則將沒有越區(qū)切換操作發(fā)生。4.當(dāng)一個(gè)被測量小區(qū)(基站、發(fā)射源、射束、扇區(qū)等等)的質(zhì)量超過Qworst+rplth的數(shù)值(替換門限值)時(shí)，并且該被測量的小區(qū)具有與活動(dòng)軟區(qū)域身份相同的一個(gè)軟區(qū)域身份時(shí)，則該被測量小區(qū)將替換具有最差質(zhì)量的活動(dòng)組小區(qū)。
當(dāng)然，在移動(dòng)臺(tái)中(在MEHO的情況下)或者在網(wǎng)絡(luò)中(在NEHO的情況下)必須已知該軟區(qū)域身份。因此，在前一種情況下，軟區(qū)域身份將被預(yù)先發(fā)射給移動(dòng)臺(tái)。例如，相對(duì)于活動(dòng)組中的最佳小區(qū)(基站、發(fā)射源、射束、扇區(qū)等等)的質(zhì)量電平，在此描述的各種越區(qū)切換門限值的數(shù)值可以是固定或者可以是可變的。
在圖8和9中提供了一個(gè)說明例子來進(jìn)一步解釋如本發(fā)明典型實(shí)施例所述的軟區(qū)域越區(qū)切換概念。在圖8中，描述了三個(gè)小區(qū)(A、B和C)，它們屬于兩個(gè)不同軟區(qū)域SZ1和SZ2并因此具有不同軟區(qū)域id。對(duì)于這個(gè)例子，最初假定一個(gè)移動(dòng)臺(tái)(在圖8中未表示)只連接到小區(qū)A。當(dāng)小區(qū)B的質(zhì)量滿足增加一個(gè)小區(qū)的條件時(shí)，即，在圖9中的″增加B″的時(shí)間瞬時(shí)處，則增加對(duì)小區(qū)B的一個(gè)連接，因?yàn)樾^(qū)A和B兩者都屬于軟區(qū)域SZ1。雖然小區(qū)C的質(zhì)量也同樣超過增加門限值，即，在圖9中的″沒有SHO″時(shí)間瞬時(shí)處，但是卻沒有通過軟越區(qū)切換增加小區(qū)C，因?yàn)樾^(qū)C具有除活動(dòng)組A和B的當(dāng)前成員外的一個(gè)不同的軟區(qū)域身份。
在已經(jīng)從活動(dòng)組中刪除小區(qū)A之后，即，在圖9的″刪除A″的時(shí)間瞬時(shí)處，小區(qū)C的質(zhì)量超過硬越區(qū)切換門限值。因此在圖9中的″硬切換到C″的時(shí)間瞬時(shí)處將執(zhí)行一個(gè)硬越區(qū)切換，從活動(dòng)組中去掉小區(qū)B而把小區(qū)C增加到那，因?yàn)樾^(qū)C屬于軟區(qū)域SZ2，而小區(qū)B屬于軟區(qū)域SZ1。當(dāng)然，如果小區(qū)B和C已經(jīng)屬于同一軟區(qū)域，那么在圖9中的″硬切換到C″的時(shí)間瞬時(shí)處不會(huì)產(chǎn)生什么操作，因?yàn)樵谶@種情況下，在時(shí)間瞬時(shí)″沒有sho″處已經(jīng)把小區(qū)C加到活動(dòng)組中。
如本發(fā)明所述的軟區(qū)域越區(qū)切換裝置提供許多益處。例如，與EP817517A1中描述的技術(shù)相比較，在移動(dòng)臺(tái)和與控制越區(qū)切換類型選擇相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)之間的開銷信令將減少。這是歸因于這樣一個(gè)事實(shí)為了要確定哪一類型的越區(qū)切換合適----如果有的話，代替分別地處理每個(gè)小區(qū)/扇區(qū)，我們把小區(qū)/扇區(qū)編組到不同的軟區(qū)域中。而且，這些技術(shù)提供一個(gè)一步程序，它在可以使用的各種越區(qū)切換類型的數(shù)目上提供很大的靈活性。
小區(qū)設(shè)計(jì)者可以使用在此描述的軟區(qū)域概念作為一個(gè)工具來考慮在某些小區(qū)之間硬越區(qū)切換可能是更合理的以及同時(shí)在其他小區(qū)之間一個(gè)軟切換可能是最適當(dāng)?shù)摹＠?，在鄉(xiāng)間，在移動(dòng)臺(tái)和基站之間的視線鏈路(line of sight links)是相當(dāng)頻繁的。典型情況下，即使在硬越區(qū)切換的情況下，也將執(zhí)行一個(gè)可靠的越區(qū)切換。另一方面，在市區(qū)，視線鏈路是相當(dāng)罕見的。而且，由于陰影效應(yīng)，連接質(zhì)量可能很差。由于這些原因，在一個(gè)硬越區(qū)切換期間，一個(gè)呼叫可能會(huì)失掉，因此在此情況下為軟越區(qū)切換創(chuàng)建一個(gè)優(yōu)先權(quán)。在這樣一個(gè)方案中，可以把一個(gè)軟區(qū)域身份指定給好幾個(gè)相鄰的市區(qū)小區(qū)同時(shí)可以把好幾個(gè)不同的軟區(qū)域身份指定給鄉(xiāng)間小區(qū)。
此外，把發(fā)射源編組為特定的軟區(qū)域不需要是靜態(tài)的，例如，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作員根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變(例如，小區(qū)增加或小區(qū)分裂)、負(fù)載狀態(tài)改變等等可以調(diào)整軟區(qū)域分配。通過一種動(dòng)態(tài)重組算法，例如，基于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源，空中接口資源以及加負(fù)載模式，還可以自動(dòng)地重組軟區(qū)域。
另外，可以預(yù)料，通過本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)將最大可能地增加系統(tǒng)容量，因?yàn)楸景l(fā)明提供控制軟和硬越區(qū)切換的可能性，因此促進(jìn)了系統(tǒng)資源的有效使用。
如上所述的典型實(shí)施例意欲在各方面都是說明本發(fā)明，而不是限定本發(fā)明。例如，雖然前述的典型實(shí)施例沒有涉及多個(gè)頻帶，但是，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很顯然，本發(fā)明還適用于使用多個(gè)頻帶用于通信的系統(tǒng)并因此適用于頻內(nèi)或者頻間頻帶越區(qū)切換。而且，對(duì)于由同一基站為了提供通信業(yè)務(wù)而使用的不同頻帶，可以提供相同的或者不同的軟區(qū)域id。當(dāng)然，對(duì)于只有單個(gè)接收機(jī)的移動(dòng)臺(tái)，即，在一個(gè)給定的時(shí)間處它只可收聽單個(gè)頻帶，那么它將優(yōu)選提供不同的軟區(qū)域id給由一個(gè)特定的基站使用的不同頻帶，即，在它們之間被迫硬越區(qū)切換而不是軟越區(qū)切換。
因此本發(fā)明在詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)中可以有許多變化，通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員，其可以從在此包含的說明書中衍生而來。所有此類變化和修改被認(rèn)為是落在如下列權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于在一個(gè)無線電通信系統(tǒng)中控制對(duì)一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的越區(qū)切換，該方法包括步驟把若干發(fā)射源編組為一個(gè)組；從所述組中把至少一個(gè)發(fā)射源指定給與所述移動(dòng)臺(tái)相關(guān)的一個(gè)活動(dòng)組；如果所述至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源在所述組之內(nèi)，則選擇向至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源發(fā)生第一類型的越區(qū)切換；以及如果未選擇所述第一類型的越區(qū)切換，則選擇向所述至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源發(fā)生第二類型的越區(qū)切換。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一類型的越區(qū)切換是軟越區(qū)切換，其中所述活動(dòng)組的所述至少一個(gè)發(fā)射源和所述至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源在大體上相同的時(shí)間時(shí)向所述移動(dòng)臺(tái)發(fā)射基本上相同的信息。
3.如權(quán)利要求1或2方法，其中，所述第二類型的越區(qū)切換是硬越區(qū)切換，其中，所述移動(dòng)臺(tái)停止接收來自現(xiàn)有的所述至少一個(gè)發(fā)射源的發(fā)射以便接收來自所述至少一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源的發(fā)射。
4.一種如在前的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述發(fā)射源包括至少下列之一一個(gè)小區(qū)，一個(gè)基站，一個(gè)頻帶，與一個(gè)天線陣相關(guān)的一個(gè)射束以及一個(gè)扇區(qū)。
5.一種如在前的任一權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括調(diào)整所述組的發(fā)射源的全體成員的步驟。
6.一種如在前的任一權(quán)利要求所述的方法，其中操作在所述無線電通信系統(tǒng)中的一種基站支持在至少兩個(gè)不同的頻帶上的通信并且其中所述編組步驟進(jìn)一步包括把與所述基站相關(guān)的第一頻帶編組在所述組中。
7.一種如在前的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述選擇第一類型的越區(qū)切換的步驟進(jìn)一步包括步驟測量與所述組中的發(fā)射源相關(guān)的一個(gè)質(zhì)量電平；結(jié)合至少一個(gè)門限值來估計(jì)所述測量質(zhì)量電平；以及根據(jù)所述估計(jì)步驟的結(jié)果來調(diào)整所述活動(dòng)組中的全體成員。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述至少一個(gè)門限值是可變的。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其中所述質(zhì)量電平是下行線鏈路信干比、下行鏈路接收信號(hào)強(qiáng)度信號(hào)強(qiáng)度、下行鏈路路徑損耗以及下行鏈路路徑損耗加上行線路干擾的其中之一。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其中所述至少一個(gè)門限值作為與所述活動(dòng)組的一個(gè)成員相關(guān)的質(zhì)量電平的一個(gè)函數(shù)而變化。
11.一種如在前給任一權(quán)利要求所述給方法，進(jìn)一步包括把發(fā)射源的組標(biāo)識(shí)符分配給所述移動(dòng)臺(tái)的步驟。
12.一種如在前的任一權(quán)利要求所述的方法，其中把至少一個(gè)發(fā)射源指定給不同的組。
13.一種控制器，用于在一個(gè)無線電通信系統(tǒng)中控制對(duì)一個(gè)目標(biāo)發(fā)射源的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的越區(qū)切換，利用一臺(tái)處理器來-把一個(gè)連接的一個(gè)軟越區(qū)切換從具有指定到那的第一組標(biāo)識(shí)的至少一個(gè)第一發(fā)射源中選擇到具有指定到那的第二組標(biāo)識(shí)的至少一個(gè)第二發(fā)射源，當(dāng)所述第一和第二組標(biāo)識(shí)相同時(shí)；以及-把所述連接的一個(gè)硬越區(qū)切換從所述至少一個(gè)第一發(fā)射源選擇到至少一個(gè)第二發(fā)射源，當(dāng)所述第一和第二組標(biāo)識(shí)不同時(shí)。
14.如權(quán)利要求13所述的控制器，其中，所述至少一個(gè)第一和所述至少一個(gè)第二發(fā)射源布置在相同基站內(nèi)部的收發(fā)信機(jī)，但是它們支持不同頻帶上的通信。
15.如權(quán)利要求13或14的任一個(gè)所述的控制器，其中一個(gè)處理器可以把所述至少一個(gè)第一發(fā)射源從所述第一組標(biāo)識(shí)中再指定到另外一個(gè)組標(biāo)識(shí)中。
16.如權(quán)利要求13到15的任一個(gè)所述的控制器，其中把控制器布置在一個(gè)移動(dòng)臺(tái)中。
17.如權(quán)利要求13到15的任一個(gè)所述的控制器，其中把控制器布置在一個(gè)交換機(jī)中。
18.一種無線電通信系統(tǒng)，包括至少一個(gè)第一發(fā)射源，具有指定到那的一個(gè)第一組標(biāo)識(shí)并且支持與一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的連接；至少一個(gè)第二發(fā)射源，具有指定到那的至少一個(gè)第二組標(biāo)識(shí)；一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制器，用于控制所述至少一個(gè)第一和所述至少一個(gè)第二發(fā)射源的操作；以及一個(gè)處理器，與所述網(wǎng)絡(luò)控制器和所述移動(dòng)臺(tái)的其中之一相關(guān)，用于-把所述連接的一個(gè)軟越區(qū)切換從所述至少一個(gè)第一發(fā)射源選擇到至少一個(gè)第二發(fā)射源，當(dāng)所述第一和第二組標(biāo)識(shí)相同時(shí)；以及-把所述連接的一個(gè)硬越區(qū)切換從所述至少一個(gè)第一發(fā)射源選擇到至少一個(gè)第二發(fā)射源，當(dāng)所述第一和第二組標(biāo)識(shí)不同時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種方法、控制器以及系統(tǒng),其使用一種軟區(qū)域概念用于在無線電通信系統(tǒng)中控制越區(qū)切換。在一個(gè)特定的軟區(qū)域成員之間允許軟越區(qū)切換,但是在不同軟區(qū)域的成員之間卻不允許。在不同軟區(qū)域的成員之間允許硬越區(qū)切換,但是在相同軟區(qū)域的成員之間卻不允許。
文檔編號(hào)H04W36/18GK1336087SQ99814665
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期1999年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者U·耶策克, P·布洛姆貝里, L·B·約翰松, S·榮松, P·布托維特施 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司