CN101189905B - 蜂窝网络中的小区改变方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蜂窝无线电通信系统(1)中的转交或小区改变过程，该蜂窝无线电通信系统(1)包括存在于服务小区(25)中并且具有同时分配用于与小区(25)的基站(20)通信的多个无线电资源(22，24，26，28)的移动用户终端(10)。在这个过程中，当存在对小区改变的需要时，用分配给终端(10)用于与具有不同于服务小区(25)的关联小区(3 5，45)的至少一个基站(20，30，40)通信的无线电资源(32，34，36，3 8，42)顺序替换多个无线电资源(22，24，26，28)。这个小区改变过程提供宏分集而无需软转交的复杂度，并且与硬转交相比具有增强的服务覆盖范围和转交健壮性。
Description
技术领域
一般来说，本发明涉及蜂窝网络中移动用户终端的小区改变，具体来说，涉及执行具有多个同时分配的无线电传输资源的移动用户终端的这类小区改变。
背景技术
处理用户终端移动性的功能性是蜂窝网络中的基本组成部分。从服务质量方面来看，这种功能性必须确保当用户在活动会话期间从一个小区移动到另一个小区时保持服务连续性，并且每个新会话在充分良好的无线电环境中建立。从频谱效率方面来看，这种功能性应当确保活动用户始终由在无线电方面通常表示最近基站的最适当基站来提供服务。在活动会话期间修改服务于给定用户的基站的数量或身份的过程通常称作(服务)小区改变或“转交”。
相对于衰落的分集提供是用于提高蜂窝网络的性能和效率的关键方法。虽然存在针对缓解瑞利衰落的影响的许多微分集技术，这些实例包括接收分集、发射分集、交织和跳频，但是，防止遮蔽衰落的影响的宏分集具有较少的选择。为了获得宏分集增益，必须以某种方式包括不同基站中相关信息的同时发送和/或接收的可能性。宏分集在小区边界附近是极有益的，在其中它可显著改进服务覆盖范围，特别是在来自不同基站的遮蔽衰落不相关时。
多载波系统利用多个无线电传输资源向给定用户终端发送数据和/或从给定用户终端接收数据。多载波往往表示使用多个载波频率，但是更一般地可包括其中多个无线电传输资源可同时分配到给定用户终端的所有系统。本领域众所周知的无线电传输资源的实例是频率、时 隙、正交频分复用(OFDM)组块、信道化代码等。
在包括多载波系统的现有蜂窝系统中，转交过程通常分类为“硬”或“软”。硬转交过程在图1A至图1C中对于多载波系统示意说明。在图1A中，存在于服务基站20的小区25中的移动用户终端10具有同时分配用于与基站20进行上行链路或下行链路通信的两个无线电传输资源22、24。移动用户终端10则开始离开服务基站20并进入另一个基站30的小区35。图1B说明其中移动终端10存在于两个小区25、35的覆盖区域中的情况。在这个位置，由旧基站20分配的资源22、24仍然用于通信。如果移动继续进行，如图1C所示，则单个服务基站20将连接完全转到另一个服务基站30。移动用户终端10则将具有分配用于与新基站30通信的两个无线电传输资源32、34。
多载波系统中的软转交在图2A-2C中示意说明。在图2A中，已经同时为移动用户终端10分配了用于与基站20进行上行链路或下行链路通信的两个无线电传输资源22、24。这个移动用户终端开始离开由当前活动基站服务的小区25，并进入新基站30的新小区35，参见图2B。在这种情况下，两个无线电传输资源32、34还同时分配给用户终端10用于与新基站30通信。这意味着，多个基站20、30的所谓活动集保持与移动用户终端10的同时连接22、24、32、34。复制信息始终用相应分配的资源22、24和32、34在多个基站20、30中同时发送和/或接收。这意味着，相同的原始(位)数据在所分配的资源22、24和32、34上在两个不同的小区25、35中发送，但是，原始数据的不同物理层处理例如加扰可用于两个小区25、35中。当移动用户终端10继续它到新小区35的移动时，参见图2C，旧基站20从活动集中删除，并撤消其资源22、24的分配。用户终端10则将仅具有用于进行数据通信的两个同时分配的无线电传输资源32、34。
可看作是软转交与硬转交之间的混合的另一种较少见的转交方法是“快速交换”。它与软转交的相似之处在于，多个基站的可能的活动集被保持，但是可能的活动集中只有一个基站实际上在任何时间点 发送或接收，活动基站的选择基于瞬时无线电条件。
软转交和快速交换解决方案通常提供比硬转交更好的服务覆盖范围和更健壮的转交过程，因为它们由于相关的、在这种情况中为复制的信息在多个基站中同时发送和/或接收而固有地包括宏分集增益。但是，它们在基础设施和用户终端方面涉及较高的复杂度和成本，并且它们要求更多的传输和空中接口资源(分配给终端的资源数量在转交期间加倍)。它们的引入在许多情况中却是不可行的。
硬转交的实现更容易且便宜，并且它使用比软转交和快速交换更少的资源，但是由于缺乏宏分集，实现必要的健壮性和服务覆盖范围可能很困难。
当小区改变在文件下载或类似数据传递期间执行时，可能出现硬转交所遇到的服务覆盖范围难度的实例。源小区的缓冲器中已经存在的数据可能在可执行转交之前需要被清空，这延迟了转交过程，或者可能被丢弃，然后在目标小区中重传。无论哪一种方式，服务质量和系统性能都受到不利影响。
发明内容
因此，需要一种小区改变和转交解决方案，它可用于在其中软转交和快速交换是不可行或者是不希望的蜂窝系统中，并且保持转交健壮性和服务覆盖范围。
本发明克服了现有技术布置的这些及其它缺点。
本发明的一般目的是提供一种实现宏分集提供的小区改变过程。
本发明的另一个目的是提供一种在接收器和发射器设备方面具有低成本和复杂度的小区改变过程。
本发明的又一个目的是提供一种适合用于多载波通信系统中的小区改变或转交过程。
这些及其它目的由所附专利权利要求所定义的本发明满足。
简言之，本发明涉及小区改变或转交过程，它可用于其中移动用 户终端具有同时分配用于与具有用户终端当前存在于其中的服务小区的服务基站通信的多个无线电传输资源的多载波系统。通过在用户终端离开当前小区并进入新的服务小区时，用分配给用户终端用于与服务于新服务小区的基站通信的无线电传输资源顺序即逐步替换多个同时分配的无线电资源，来进行本发明的小区改变。因此，并非同时替换或转交分配给用户终端的所有资源。而是，这种资源替换以至少两个步骤执行，其中在第一步骤中替换无线电传输资源的第一集合，而在一个或多个后续(时间上分开的)步骤中替换其余资源。
当移动用户终端移动过该系统时，终端和/或终端的通信范围内的基站及网络节点优选地执行无线电质量相关测量和估算。这些测量和估算用于检测对于小区改变的需要，即，用于检测发起本发明小区改变过程的时间。至少部分基于质量测量的触发小区改变的判定可由用户终端、当前服务基站、作为新服务基站的候选的相邻基站或者系统中的控制网络节点来进行。控制消息通常在检测到这种小区改变需要时产生，并分发给有关基站以及优选地给用户终端。控制消息命令所涉及的各方触发并执行本发明的无线电传输资源的顺序替换。
在一个典型实例中，移动用户终端存在于第一小区中并由第一基站服务。用户终端还具有分配用于与基站通信的N个无线电传输资源。这些资源可以是用于将数据发送给基站的N个上行链路资源或者用于接收来自基站的数据的N个下行链路资源，其中N≥2。本发明预期，可给终端分配N1个下行链路资源以及N2个上行链路资源，其中N1、N2中的至少一个等于或大于2。当移动用户终端离开第一基站并进入具有第二服务基站的第二小区时，可触发小区改变过程。然后用分配给用户终端用于在新的第二小区中与第二基站通信的资源顺序替换N(N1和N2)个资源。
本发明的小区改变过程还可适用于所谓的站点内转交。这意味着，在如前面所述发起改变过程的小区改变完成之后，用户终端由同一个基站服务并与同一个基站通信。但是，用户终端在小区改变之前 和之后存在于基站的不同小区或扇区中。
小区改变过程中可能涉及两个以上的基站和小区，意味着，在发起小区改变时，用户终端连接到多个基站并与它们通信，在小区改变期间和/或之后，用户终端具有在不同小区中分配的无线电资源。这意味着，本发明在可获益于本发明的特定网络布局和通信情况方面极为灵活。但是，基本要求是，用户终端具有同时分配用于与至少一个基站通信的多个无线电传输资源，并且用分配给终端用于与至少一个基站通信的资源顺序替换这些资源。
在本发明的另一个实施例中，移动用户终端具有同时分配用于在至少两个不同的小区中通信以及与两个不同的基站或同一个基站通信的多个无线电传输资源。此外，移动用户终端所发送或者两个不同小区中的终端所接收的数据基于不同的原始数据。这些多个最初分配的资源则用移动用户终端用于与一个或多个基站通信的资源顺序替换。
本发明还提供在小区改变过程期间的无线电传输资源使用方面的灵活性。在第一可能的实现中，不同小区中的并分配给同一个用户终端的资源可用于在物理层上相关的数据的(上行链路/下行链路)传输。例如，相同的用户数据可通过用不同信道编码的资源传输。或者，用户数据可使用在第一小区中分配的无线电传输资源传输，而在第二小区中分配给终端的资源则用于例如采取附加奇偶校验位形式的额外冗余度的传输。在备选情况中，无线电传输资源用于第一和第二小区中在较高层上相关但在物理层上无关的数据的传输。例如，用户终端可用这些资源来请求下载网页。在这样一种情况中，可通过不同的无线电传输资源提供属于这个相同网页的对象。这意味着，在较高层上存在宏分集增益，但在链路性能上没有直接增益。在这方面可通过不同方式来处理用户平面和控制平面。例如，第一和第二小区中的用户平面资源可用于传输在物理层上无关的数据，以便在整个转交过程中保持用户数据吞吐量，而第一和第二小区中的控制平面资源可用于传输与相同控制平面信令直接相关的信息，以便使信令链路健壮性最大。
由于本发明涉及通过多个步骤替换无线电传输资源，并且可能涉及多个不同的基站，因此，在如何执行实际资源替换方面存在进一步程度的灵活性。因此，资源替换可根据用于获得尽可能最佳的小区改变过程的不同替换标准来进行。这些标准可用于例如确定当要发生这样一种替换时在各步骤中将替换哪个(哪些)资源，小区改变应当涉及多少步骤，以及哪个(哪些)新的资源将分配给用户终端。
这样一种替换标准的一个实例是小区改变相关定时器的实际值。例如，可能可行的是，资源替换的各步骤将在检测到小区改变的需要之后的预定义时间段之后执行。或者，最小/最大时间段可用于小区改变过程中的两个替换步骤之间。在另一个实例中，可用表示移动用户终端与初始基站之间的通信链路的无线电质量的质量参数。例如，与链路质量更缓慢恶化的情况相比，在无线电链路质量快速恶化的条件下，在第一替换步骤中替换更多资源可能是更有利的。相应地，表示移动用户终端正在移动到的至少一个目标小区中的无线电质量的无线电质量度量可用作替换标准。如果质量、例如所接收信号强度极缓慢地增加，则可能有利的是，例如通过用两个以上替换步骤(在适用的情况下)和/或增加两个替换步骤执行之间的时间段，而随时间延长小区改变过程。根据本发明，布置在当前服务基站中并且包括送往用户终端的数据的发射缓冲器中的缓冲级别也可用作替换标准。如果基站具有许多数据要在发起小区改变之前不久发送到用户终端，则通常有利的是，保持从这个基站分配的尽可能多的下行链路传输资源，直到基站已经清空这个数据的缓冲器为止。这意味着，在第一步骤或者几个步骤中，可替换单个下行链路资源，而不是在第一(几个)步骤中替换多个资源。通过类似的方式，用户终端、候选服务基站和/或控制网络节点中的缓冲级别对于小区改变操作可能是相关的。
本发明提供以下优点：
-提供宏分集而没有产生软转交和快速交换的基础设施和终端方面的成本及复杂度，并且需要比软转交和快速交换更少的传输和空中 接口资源；
-与硬转交相比，提供增强的服务覆盖范围和转交健壮性；
-可易于与改进转交性能、如小区噪声抑制的其它技术相结合；
-提供进行顺序无线电资源替换的灵活性；
-在发起小区改变时旧的服务基站已经缓冲了送往用户终端的数据，允许更快和更少破坏性转交过程；以及
-使系统容量和性能最大。
通过阅读以下对本发明的实施例的描述，将会理解本发明提供的其它优点。
附图说明
通过以下参照附图进行的描述，可以透彻地理解本发明以及其它目的和优点，附图包括：
图1A-1C是说明根据现有技术的硬转交过程的简图；
图2A-2C是说明根据现有技术的软转交过程的简图；
图3是说明根据本发明一个实施例的小区改变方法的流程图；
图4A-4C是说明根据本发明一个实施例在蜂窝无线电通信系统中执行的小区改变过程的简图；
图5A-5C是说明根据本发明另一个实施例在蜂窝无线电通信系统中执行的小区改变过程的简图；
图6A-6D是说明根据本发明的又一个实施例在蜂窝无线电通信系统中执行的小区改变过程的简图；
图7A-7D是说明根据本发明的又一个实施例在蜂窝无线电通信系统中执行的小区改变过程的简图；
图8A-8D是说明根据本发明的又一个实施例在蜂窝无线电通信系统中执行的小区改变过程的简图；
图9是根据本发明一个实施例更详细地说明图3的顺序替换步骤的流程图；
图10是说明图3的小区改变方法的附加步骤的流程图；
图11是根据本发明一个实施例的小区改变控制方法的流程图；
图12是根据本发明一个实施例的小区改变管理器的示意框图；及
图13是根据本发明一个实施例的小区改变控制器的示意框图。
具体实施方式
在所有附图中，相同的参考标号将用于对应或相似的要素。
本发明涉及蜂窝网络或系统中的移动用户终端的小区改变，具体来说，涉及执行具有多个同时分配的无线电传输资源的移动用户终端的这类小区改变。
根据本发明的小区改变过程包括移动用户终端从至少一个(服务)小区的无线电覆盖区域移动到至少一个新小区的无线电覆盖区域的任何过程。在这种小区改变过程中，由用户终端用于与至少一个当前小区的基站通信的无线电传输资源被分配给移动用户终端用于与至少一个新小区的基站进行通信的无线电传输资源交换。这意味着，本发明的表述“小区改变”过程被广义地使用，并且包括表示本领域的转交、小区改变和小区重新选择的过程。
本发明适用于移动用户终端具有同时分配用于与至少一个当前服务基站通信的多个、即至少两个无线电传输资源的通信系统。这样一种通信系统一般表示多载波系统，在其中将多个无线电传输资源分配用于向给定用户终端发送数据和/或从给定用户终端接收数据。可用于在本发明的多载波系统中通过无线电接口发送数据的无线电传输资源的实例是频率、时隙、正交频分复用(OFDM)组块和信道化代码。
无线电传输资源可看作是将整个无线电资源分成正交、即不重叠部分。理想地，不同无线电传输资源的同时使用不引起它们之间的任何干扰。实际上，可能因无线电传输资源的完美分离的困难或代价而存在某种干扰。实例包括功率泄漏到相邻频率、时间分散信道中的信道化代码正交性损失等。具体来说，本发明涉及与移动用户终端关联 的逻辑数据流被映射到多个无线电资源单元的情况。逻辑数据流包含具有相似目的和特征的数据，例如传呼信息或用户数据。
在全球移动通信系统(GSM)系统中，包括通用分组无线业务(GPRS)以及通过GSM演进的增强数据速率(EDGE)技术到增强GPRS(EGPRS)的演进，使用硬转交，并且服务覆盖范围和转交健壮性是商业网络中的难题。本发明的小区改变过程会改进这两个方面，而没有引入软转交或快速交换的成本和影响。在(E)GPRS中，多个无线电传输资源目前以频率上的多个时隙的形式，同时分配到给定用户终端的逻辑数据流、如暂时块流(TBF)。频率可按照跳频序列通过时间来改变，但是同一用户终端不同时利用同一链路上的多个频率。GPRS和EGPRS到实现除了多个时隙之外还同时使用多个频率的扩展是一种可能性。因此，本发明可有利地适用于具有GPRS和EGPRS的GSM系统。
OFDM可能是蜂窝网络长期演进中的关键无线电技术。在OFDM中，在频谱和时间方面的无线电资源被分成包含一定数量的OFDM副载波(频率)和OFDM符号(时间)的“组块”。组块是可安排给用户的最小无线电传输资源，并且在单个逻辑数据流中将多个组块同时传输到单个用户预期是常见的。
可能希望避免将来蜂窝网络中的软转交和快速交换的成本和复杂度，而没有损害服务覆盖范围和转交健壮性。因此，本发明可有利地在OFDM组块是分配给用户终端的无线电传输资源的基于OFDM的通信系统中实现。
码分多址(CDMA)系统中的大多数信道使用软转交，因此，在基于CDMA的系统中对于这些信道实现本发明的性能好处可能受到限制。但是，例如不用软转交的高速下行链路分组接入(HSDPA)中的高速下行链路共享信道(HS-DSCH)等的信道可获益于本发明的小区改变过程。在这种情况中，同时分配到给定用户终端的多个无线电传输资源为信道化代码。
如上所述，本发明的小区改变过程适用于用户终端具有同时分配 用于与基站或其它通信网络节点通信的多个无线电传输资源的多载波系统。这多个无线电传输资源可能是由基站用于向用户终端发送数据的下行链路资源。在一种备选实现中，多个资源是由用户终端用于向基站发送数据的上行链路资源。本发明还预期，可用于用户终端的一部分无线电传输资源可能是下行链路资源，而可用资源的其余部分是上行链路资源。在这样一种情况中，用户终端具有分配用于与基站进行上行链路通信的N1个无线电传输资源和分配用于与基站进行下行链路通信的N2个无线电传输资源。在一个实施例中，N1＝N2≥2，而在另一个实施例中，N1≠N2，并且N1、N2中的至少一个等于或大于2。
当然可能的是，用户终端另外还具有分配用于与另一个小区关联的基站通信的无线电传输资源。
本发明的小区改变方法可看作是先前公开的软转交和硬转交过程(参见图1A-1C和图2A-2C)之间的混合，并因此在本文中表示分阶段转交。本发明的这种分阶段转交在宏分集方面具有软转交的优点，但是在没有引入软转交的成本和复杂度的情况下提供这种宏分集。这意味着，能够以硬转交所提供的相同等级的成本和复杂度，来获得软转交所提供的相同等级的高服务覆盖范围和转交健壮性。
图3是根据本发明一个实施例的小区改变方法的流程图。该方法在可选步骤S1开始，在其中测量无线电参数。执行这种无线电参数测量，作为判定小区改变是否需要以及是否应当发起的基础。无线电参数测量可按照现有技术来执行。这意味着，无线电质量测量可由用户终端执行，以便获得表示用户终端与当前服务基站和/或相邻基站之间无线电链路质量的链路质量度量。在这个上下文中最广泛使用的链路质量度量只是所接收信号强度或载波干扰(C/I)比(或相关测量)。在这类情况中，用户终端根据从当前服务基站和/或相邻基站所接收的信号来估算这个信号强度或C/I。
相应地，步骤S1的无线电测量也可由当前服务基站优选地根据从用户终端和/或其它基站接收的信号来执行，和/或由相邻基站执行。
本发明还预期，可在步骤S1中测量不同于无线电链路质量度量的其它无线电参数，包括例如测量或估算当前小区和/或相邻小区中的小区负荷。
在步骤S1中执行的测量或估算可由有关单元(用户终端和/或基站)连续、定期、间断、在预定义时刻和/或根据测量数据的请求进行。
通过以上论述，本领域的技术人员应当非常清楚，所测量或估算的具体无线电参数对于本发明的适用性不是决定性的，并且用于本领域的任何参数、包括无线电链路质量和小区负荷参数也可根据本发明用于这个步骤S1中。相应地，执行这些参数测量的单元对于本发明也不是决定性的。但是，优选的是，选择无线电参数进行测量，并由单元来执行这些测量，其方式是：在适当时刻发起小区改变以及选择在小区改变过程中要涉及的适当小区的方面产生有效的小区改变过程。
在任一种情况中，这些无线电参数测量和估算用于在步骤S2确定小区改变过程是否应当发起。这意味着，在这个步骤S2，至少部分根据所测量的无线电参数来检测是否存在给定移动用户终端的小区改变的需要。
与以上结合执行无线电参数测量的论述对应，对于是否在步骤S2中发起小区改变进行判定的实际单元对于本发明不是决定性的。这意味着，对小区改变的需要的检测可由用户终端本身、当前服务基站、相邻基站、连接到服务/相邻基站的控制网络节点来执行，或者由所述单元中的至少两个共同执行。
例如，可通过将表示用户终端与服务基站之间的无线电链路的估算信号强度与质量阈值进行比较，来实现步骤S2中的小区改变需要的检测。如果当前信号强度低于最小阈值，则可能存在小区改变的需要。相应地，如果用户终端从相邻小区接收的信号强度、或者相邻小区与当前服务小区之间的信号强度差异超过某个阈值，则可发起小区改变。小区改变需要的这种基于阈值的检测当然可应用于与所接收信号强度不同的所测量无线电参数。
如果在步骤S2中没有小区改变的实际需要，则该方法返回到步骤S1，在其中执行新的质量测量。这意味着，在涉及用户终端的正在进行的通信会话中优选地执行由步骤S1和S2表示的循环。如果在步骤S2检测到小区改变的需要，则该方法继续进行到步骤S3。
在这个步骤S3的第一实施例中，小区改变通过用分配给用户终端用于与具有不同于当前小区的关联小区的至少一个基站通信的无线电传输资源顺序、即逐步替换分配给移动用户终端用于与当前小区中的当前基站通信的多个无线电传输资源。这意味着，同时分配给用户终端的无线电传输资源顺序而不是一齐修改。这与其中所有无线电资源在单个步骤中共同被替换、复制或转交的现有技术软和硬转交以及快速交换形成鲜明对照。通过以若干步骤而不是一齐交换到新服务基站中的无线电传输资源，提供了宏分集，而没有引入软转交和快速交换的成本及复杂度。
一旦已经顺序替换了期望数量的多个传输资源，该方法结束。
在这个顺序替换步骤的一个备选实施例中，移动用户终端具有分配给与第一小区关联的第一基站的至少第一无线电传输资源以及同时分配给与第一小区不同的关联第二小区中的相同第一基站或者分配给与第二小区关联的第二不同基站的至少第二无线电传输资源。这样，移动用户终端具有多个同时分配的资源，但是这多个资源中的至少两个分配在不同的小区中。此外，将由用户终端或第一基站使用至少第一无线电传输资源发送的原始(位)数据不同于将由用户终端或第一/第二基站通过至少第二资源发送的原始数据。因此，与现有技术软转交形成鲜明对照，复制数据不是使用第一和第二资源同时发送。本领域的技术人员众所周知的是，在软转交期间通过复制资源发送的数据在两个所涉及的小区中可通过不同方式、例如通过用不同的加扰码来处理。但是，在现有技术软转交中通过复制资源发送的未处理原始数据始终是相同的。
在步骤S3，用分配给用户终端用于与至少一个基站通信的无线电 传输资源顺序替换至少第一和第二无线电传输资源。这至少一个基站可能是具有第三关联小区的第三基站、具有第三关联小区的第一或第二基站，或实际上是具有关联的第一或第二小区的第一或第二基站。
本发明预期，本发明的顺序资源替换可包括比分配给用户终端的多个无线电传输资源的数量更多的替换步骤。例如，如果移动用户终端具有同时分配用于与第一小区中的第一基站通信的两个无线电传输资源，则第一资源可在第一替换步骤中用分配给用户终端用于与第二小区中的第二基站通信的资源来替换。在下一个步骤，用分配给用户终端用于与例如第二基站通信但是在与第二基站关联的第三小区中的资源来替换在第一替换步骤中分配的资源。在第一小区中分配的最后资源则可在第三替换步骤中用在第三小区中分配给用户终端用于与基站通信的另一个资源来替换。
这样，本发明的分阶段转交非常灵活，并可处理其中移动用户终端移动过通信系统并且变成(暂时)连接到不同基站并(暂时)存在于不同小区中的情况。
图4A-4C是说明采用根据本发明一个实施例的小区改变过程的通信系统1的一部分的简图。在图4A中，系统1示为包括具有两个不同无线电覆盖区域或小区25、35的两个基站20、30，在其中它们向已连接用户终端10提供通信服务。在这个说明性实例中，移动用户终端10存在于由第一基站20管理的第一小区25中。用户终端10非限制性地具有两个同时分配的并行无线电传输资源22、24，它们可用于向基站20发送数据，或者在一种备选实现中，用于从基站20接收数据。这多个资源22、24的分配通常由基站20或者由图中表示为基站控制器(BSC)、连接到基站20的控制网络节点90来执行。
移动用户终端10开始离开第一基站20并接近第二基站30。在这个移动期间，用户终端10和/或基站20、30执行无线电质量测量。根据本发明，用户终端10、基站20、30其中之一或者BSC 90则将这些测量用于确定何时触发小区改变过程或分阶段转交。
一旦发起分阶段转交过程，第一小区中的无线电传输资源22其中之一的分配就被撤消，因为新的无线电传输资源32在第二小区中分配给用户终端10，如图4B所示。这意味着，在这时，用户终端10具有在第一小区25中分配的一个无线电传输资源24和在第二小区35中分配的一个资源32。
第一小区25和第二小区35中的无线电资源24、32的使用的不同情况在分阶段转交期间是可能的。在第一可能的实现中，在不同小区25、35中并分配给同一个用户终端10的资源24、32可用于在物理层上相关的数据的(上行链路/下行链路)传输。例如，相同的用户(原始位)数据可通过具有不同信道编码的两个资源24、32传输。或者，用户数据可使用无线电传输资源32其中之一传输，而另一个资源24用于例如采取附加奇偶校验位的形式的额外冗余度的传输。在这两种情况中，通过两个无线电资源24、32传输的数据基于公共信息，并且实现物理层上的直接编码增益。表述“基于公共信息”包含以下情况：相同的数据通过两个资源24、32传输，但可能在时间上延迟，或包括通过资源32其中之一传输的信息的至少一部分的数据分组使用另一个资源24传输。根据本发明，冗余度对“原始”数据也被看作是基于公共信息。
在一种备选情况中，无线电传输资源24、32用于在第一小区25和第二小区35中传输数据，其在较高层上是相关的，但在物理层上是无关的。在这样一种情况中，数据可在数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和/或应用层上相关。例如，用户终端10可使用资源24、32来请求下载网页。在这样一种情况中，可通过不同的无线电传输资源24、32提供属于这个相同网页的对象。这意味着，在较高层上存在宏分集增益，但在链路性能上没有直接增益。
在通信系统1中传输的数据可在逻辑上分成用户平面和控制平面。用户平面数据是从用户角度感兴趣的信息，即用户希望传递的数据。控制平面数据携带系统内部控制信令，例如无线电资源管理信令。 控制平面信令的实例是从移动用户终端10到网络的关于终端10与其服务基站20和附近其它相邻基站30之间的无线电链路的质量的报告，以及从网络到终端10的执行到另一个小区35的转交的命令。
可通过不同方式来处理用户平面和控制平面。例如，第一小区25和第二小区35中的用户平面资源可用于传输在物理层上无关的数据，以便在整个转交中保持用户数据吞吐量，而在第一小区25和第二小区35中的控制平面资源可用于传输与相同控制平面信令直接相关的信息，以便使信令链路的健壮性最大。
因此，从图4A到图4B的情况的转变表示本发明的小区改变过程的顺序资源替换中的第一步骤。在第二步骤中，在图4C中，第一小区25中的其余资源24的分配被撤消，并且新的无线电传输资源34分配给用户终端10。这两个资源替换是两个截然不同的步骤，它们顺序执行，并因而在时间上彼此分离。还要注意，相同总数的资源22、24、32、34在整个小区改变过程中分配给用户终端10。这样，分阶段转交与硬转交过程相似，并且没有受到如软转交要求的更多传输和空中接口资源的需要的破坏。但是，即使已分配资源的总数在分阶段转交期间没有增加，但由于无线电传输资源的这种顺序替换，仍然可获得宏分集。
在图4A至图4C中，移动用户终端从与第一小区中的第一基站通信转到与第二不同小区中的第二不同基站通信。但是，本发明还可适用于所谓的站点内转交，在其中移动用户终端从给定基站所管理的第一小区或扇区移动进入同一个基站所管理的第二小区或扇区。这种情况在图5A至图5C中示意说明。
图5A说明多载波蜂窝通信系统1的一部分，其中基站20与多个、非限制性表示为三个不同的扇区或小区25、35、45关联，并为其提供服务。基站20可以使用无线电传输资源的第一集合以供在与其小区的第一小区25中存在的用户终端通信时使用、第二资源集合以在第二小区35中使用以及相应地第三资源集合分配用于在最后的第三小区45 中通信。
在图5A中，移动用户终端10存在于由基站20服务的第一小区25中。用户终端10非限制性地分配了两个无线电传输上行链路资源22、24(或者两个无线电传输下行链路资源)，用于向基站(20)传输数据(或者从基站接收数据)。移动终端10开始向基站20所管理的第二小区35移动。在这个移动的某个特定点上，根据本发明的小区改变过程由用户终端10、基站20或者某个其它网络节点触发。
在第一小区25中分配给用户终端10的两个上行链路(或下行链路)资源22、24在两个(或者可能更多)步骤中用分配给用户终端用于在第二小区35中上行链路(或下行链路)传输的两个上行链路(或下行链路)资源32、34来替换。图5B说明在第一小区25中分配给用户终端10的无线电传输资源之一已经由在第二小区35中分配给用户终端10的传输资源32替换的情况。相应地，在下一个步骤，第一小区25的其余无线电传输资源由第二小区35的资源34替换，参见图5C。还是在这个站点内小区改变过程中，无线电传输资源的顺序替换通过用在第二小区35中分配的资源32、34逐步替换在第一小区25中分配的资源22、24来执行，而无需改变分配给用户终端10的资源总数。
本发明预期，在根据本发明的小区改变过程中可能涉及两个以上的基站和小区。另外，两个以上(并行)的无线电传输资源可用在其它小区中分配的无线电资源顺序替换。参照图6A到图6D更详细地说明这些方面。
图6A示意说明采用本发明的小区改变技术的蜂窝通信系统1的一部分。这个系统1由分别通过相应基站20、30、40提供服务的三个小区25、35、45表示。移动用户终端10当前存在于小区25中，并涉及与这个第一小区25的基站20通信。因此，移动用户终端10分配了多个、在这个实例中为三个无线电传输资源22、24、26，用于进行这个通信。
用户终端10开始离开当前服务基站20并进入其中所有三个小区 25、35、45的无线电覆盖范围部分重叠的区域。在给定情况中，检测对小区改变的需要，并发起本发明的小区改变过程。如这些附图6A至6D所示的，在这个说明性实例中，以三个步骤顺序替换已分配无线电资源。在第一步骤中(参见从图6A到图6B的转变)，资源22之一由第二小区35中分配给用户终端10的资源32替换。在这种情况中，用户终端10可执行与第一基站20和第二基站30的通信。如前面所述，相关或不相关的数据则可通过第一小区25的无线电资源24、26和第二小区35的无线电资源32传输。
在下一个步骤，如从图6B转到图6C所示的，第一小区25的资源24的另一个由资源42替换，但是在这种情况中，资源42可由终端10用于与第三小区45的基站40通信。在这种情况中，移动终端10具有在三个小区25、35、45的每个中分配的无线电传输资源26、32、42，并与所有三个基站20、30、40通信。引入宏分集的可能性在这种情况中甚至更多样。
用户终端10继续它离开第一小区25的移动，并且在这个小区中分配的最后资源26在图6D中由在第二小区35中分配给终端10的第二无线电传输资源34来替换。
在小区改变过程开始时最初分配给用户终端10的所有无线电传输资源22、24、26现在已由资源32、34、42顺序替换，以供在目标小区35、45中使用。因此，从图6D中清楚地看到，本发明的小区改变过程可以用户终端10具有由不同基站30、40分配的无线电传输资源32、34、42的情况结束。如果移动用户终端10继续移动、例如进一步进入第三小区45，则根据本发明，在第二小区35中分配的两个无线电传输资源32、34相应地用第三小区45中的无线电资源顺序替换。
与本发明的小区改变过程可以用户终端具有不同小区中分配的无线电传输资源的情况结束的以上原理相似，小区改变可以用户终端具有由不同基站分配的资源的情况开始，本文中将参照图8A至图8D进 行进一步描述。
在本发明的小区改变过程的先前实例中，顺序替换单个无线电传输资源。但是，本发明不限于此。这意味着，在本发明的多步(顺序)资源替换的至少一个步骤中，至少两个资源的集合可由其它资源替换。这种情况由图7A至7D示意说明。
图7A说明蜂窝通信系统1的两个小区25、35和基站20、30。移动用户终端10存在于第一小区25中，并且在这个实例中分配了四个无线电传输资源22、24、26、28用于与这个小区25的基站20进行通信。用户终端10离开当前服务基站20并进入第二基站30的无线电覆盖区域35。在本发明的小区改变的顺序资源替换的第一步骤中，最初分配的资源22、24、26、28中的多个(两个)资源22、24的集合由第二基站30分配给终端10的多个资源32、34来替换，参见图7B。在这种情况下，在小区改变过程中，用户终端10因而具有分配用于与旧基站20进行通信的两个资源26、28以及分配用于与新基站30通信的两个资源32、34。
其余两个资源26、28的顺序替换非限制性地通过首先用目标小区35中的资源36替换小区25中的资源26以两步执行，参见图7C。在图7D中，最后的资源28由第二小区35中的新资源38替换。但是，本领域的技术人员很清楚，最后的两个无线电传输资源26、28当然可在一个步骤中替换为资源22、24的集合。顺序替换资源的具体方式可至少部分基于下面进一步描述的不同替换标准，以便以取决于当前情况的最适当方式来执行本发明的小区改变。
图8A说明蜂窝通信系统1的三个小区25、35、45和基站20、30、40。移动用户终端10存在于第一小区25和第二小区35的重叠区域中，并且在这个实例中分配了第一无线电传输资源24用于与第一小区25的基站20进行通信以及第二资源32用于与第二小区35的基站30进行通信。图8A所示的情况可能产生于根据本发明先前执行的分阶段转交过程。
与现有技术的软转交形成鲜明对照，在图8A所示的本发明具体实施例中，通过第一资源24传输的原始数据不同于通过第二资源32传输的原始数据。因此，将由第一基站20(或者用户终端10)加扰、调制等并通过第一资源24传输的位流不同于将由第二基站30(或用户终端10)加扰、调制等然后使用第二资源32传输的位流。因此，在这个实施例中，一般没有复制的原始数据通过两个资源24、32发送。但是，例如，如果可能除了在不同小区中的资源之外，还在一个且同一个第一小区中同时为用户终端分配了至少两个资源，则复制信息可使用所述第一小区中的至少两个资源传输。此外，本发明预期，偶尔复制信息实际上可能通过两个资源24、32发送，但是这种情况一般在有限时间段中偶尔发生。
在图8B中，用户终端已经向在第三小区45中提供通信服务的第三基站40移动。因此，在顺序资源替换的第一步骤中，在第二小区35中分配的资源由在第三小区45中分配给用户终端10的资源42替换。但是，在图8C中，移动用户终端10则又离开第三基站40。这意味着，在第二替换步骤中，在图8C中分配给用户终端10的资源用资源32来替换，以用于与第二小区35中的第二基站30通信。注意，在这两个步骤中，分配用于与第一基站20通信的资源不受影响。在图8D中，用户终端10继续向第二基站30移动，并且在第一小区25中分配的资源在第三替换步骤中用分配用于在第二小区35中通信的第二资源34来替换。
从以上论述中很明显，根据在不同小区之间的移动用户终端的具体移动，本发明的顺序资源替换因而可包括比最初分配给用户终端的资源数量更多、更少或者与其相等数量的替换步骤。
这意味着，在图4A至图8D和以上论述中公开的本发明的小区改变在过程从中开始、在实际小区改变中涉及的以及用户终端在其中结束的基站和通信小区方面非常灵活。此外，在顺序替换期间如何管理多个资源方面有极大的灵活性，意味着在每个步骤中替换的资源数量 以及哪些基站涉及这个替换可适合于具体情况，以便取得宏分集、服务覆盖范围、健壮性等方面的有利效果。
在本发明的一个优选但非限制性实施例中，顺序替换最初分配的资源优选地是相同类型的资源。因此，如果小区改变过程以用例如分配给用户终端的四个下行链路资源的情况开始，则一旦小区改变完成，用户终端仍然具有四个已分配的下行链路资源，但用于在至少一个其它小区中通信。
如果在当前服务小区中用户终端已经同时分配了两个上行链路资源和两个下行链路资源，则可共同或单独处理两种资源类型。例如，下行链路资源可在根据本发明的顺序资源替换中由在至少一个其它小区中分配给终端的两个下行链路资源单独替换。相应地，上行链路资源的单独顺序替换则可并行地或者在下行链路资源替换之前或之后的某个时间段执行。如果共同管理所有资源，则一个或多个下行链路(上行链路)资源可在第一步骤中替换，以及一个或多个上行链路(下行链路)资源在第二顺序步骤中替换。
图9是说明图3的顺序资源替换步骤S3的一个实施例的流程图。这个流程图主要说明用于执行本发明的顺序替换的算法。该方法从图3中的步骤S2继续进行。在下一个步骤S10，资源计数器(TOTAL)设置为将由小区改变过程替换的资源总数(N)。相应地，表示已替换资源总数的已替换计数器(REPLACED)设置为零，因为还没有资源被替换。步骤计数器(k)设置为零，并且表示已经执行的顺序资源替换步骤的总数。
在下一个步骤S11，M0个无线电传输资源由在至少一个外部或不同小区中分配给用户终端的资源来替换。已替换资源的这个数量M0 等于或大于1但小于已分配资源的总数，即1≤M0＜N。这M0个资源可用在外部小区中可用的M0个资源来替换，或者用在不同的外部小区中可用的总共M0个资源来替换。
在下一个步骤S12，步骤计数器k加1，以表明多步资源替换中的 第一步骤已经完成。已替换计数器REPLACED相应地增加在这个步骤中替换的资源数M0。下一个步骤S13调查步骤计数器k是否大于1，即，是否已经执行至少两个资源替换步骤。如果情况不是这样，则该方法返回到步骤S11，在其中这时替换了M1个无线电资源。如替换前M0个资源的资源那样，这M1个无线电资源可由相同或不同小区中的无线电传输资源替换。步骤S12将步骤计数器k增加到2，以及REPLACED计数器这时设置为M0+M1。
在这种情况中，满足步骤S13中的标准，因为计数器k当前为2，它大于1。因此，该方法继续进行到步骤S14，在其中调查已替换计数器是否等于用户终端的资源总数，即，是否REPLACED＝TOTAL。如果情况是这样，则已经替换了用户终端先前的所有无线电传输资源，并完成小区改变。如果已替换资源的数量还未达到最初分配给用户终端的资源总数，则该方法继续进行到步骤S11，并执行新的资源替换步骤。
确定以步骤k替换的资源数量Mk的方式优选地例如根据不同的替换标准来预先定义。可能还可行的是包括阈值检验，使得没有替换超过最初分配的资源总数的资源，即，防止 超过TOTAL。但是要注意，有可能在比最初分配给用户终端的资源数量更多的替换步骤中执行分阶段转交。这是因为用户终端可在不同小区之间来回移动，这要求资源替换。
图10是图3所示的小区改变方法的附加步骤的流程图。该方法从图3中的步骤S2继续进行。在下一个步骤S20，提供至少一个替换标准。这个替换标准由触发小区改变过程的单元(用户终端、基站或控制节点)或者由管理或涉及确定实际上应当如何执行小区改变过程的过程的某个其它单元、通常为控制节点来使用。如前面所述，本发明的小区改变提供了确定将要发生这样一种替换时在各步骤中将替换哪个(哪些)资源以及哪个(哪些)新的资源将分配给用户终端的灵活性。
根据本发明可提供和使用的这样一种替换标准的一个实例是小区 改变相关定时器的值。这个定时器可布置在用户终端中、有关基站其中之一或者控制网络节点中。例如，可能可行的是，资源替换的各步骤将在检测到小区改变需要之后的预定义时间段之后执行。或者，最小/最大时间段可用于小区改变过程中的两个替换步骤之间。因此，定时器可用于协调小区改变子步骤的定时。
在另一个实例中，可用表示移动用户终端与初始基站之间的通信链路的无线电质量的质量参数。例如，在无线电链路质量快速恶化的条件下，与链路质量更缓慢恶化的情况相比，在第一替换步骤中替换更多资源可能是更有利的。在第一种情况中，需要在至少一个目标小区中快速分配新的资源，因为旧的资源因快速恶化的质量而变得对于用户终端不太有用。为了提供最大的吞吐量，与在第一步骤中仅替换单个资源相比，替换多个资源的子集通常是有利的。
相应地，表示移动用户终端正移动到的至少一个目标小区中的无线电质量的无线电质量度量可用作替换标准。如果质量、例如接收的信号强度极缓慢地增加，则可能有利的是，例如通过使用两个以上替换步骤(在适用的情况下)和/或增加两个替换步骤执行之间的时间段，随时间延长小区改变过程。
根据本发明，布置在用户终端中并且包括送往当前服务基站的数据的发射缓冲器中的缓冲级别也可用作替换标准。如果用户终端具有许多数据要在发起小区改变之前不久发送给基站，则通常有利的是，保持分配给这个基站的尽可能多的上行链路传输资源，直到用户终端已经清空这个数据的缓冲器为止。这意味着，在第一步骤或者几个步骤中，可替换单个上行链路资源，而不是在第一(几个)步骤中替换多个资源。
通过类似的方式，当前服务基站中的缓冲级别对于小区改变操作可能是相关的。例如，如果基站在发射缓冲器中具有许多数据，并且数据被送往用户终端，则可在多个步骤中以对于这个基站保持尽可能多的资源直到数据已经传递到用户终端为止的方式来替换下行链路资 源。这意味着，通常在前几个步骤中替换单个资源，然后可在单个步骤中替换任何剩余的资源。
目标基站中和/或连接到旧的及新的基站的控制网络节点中的缓冲级别对于执行小区改变过程也是相关的。
因此，在确定将要何时以及如何执行小区改变时，优选地使用这些替换标准其中的至少一个。这个判定可由用户终端、有关基站其中之一或者控制网络节点作出。在后一种情况中，控制节点可通知涉及小区改变的各方关于所提供的替换标准，或者关于如何执行小区改变。
可能可行的是，存在定义如何执行小区改变的默认方案。可根据这个默认方案来进行小区改变，即，多少多个替换步骤、在各步骤中要替换多少上行链路资源、在各步骤中要替换多少下行链路资源、何时执行替换步骤等。如果与这个默认方案偏离的方案是优选的，则优选地例如由控制节点或者触发小区改变的单元产生控制消息，其中包含规定如何执行小区改变的信息。所提供的替换标准优选地用于产生这样一种控制消息。
在一种备选实现中，所有单元可以使用不同的预定义小区改变方案，以及根据至少一个替换标准来确定要在给定小区改变时使用的具体方案。
因此，本发明提供使小区改变过程适应当前条件的若干可能性，因而提供非常灵活且通用的转交。然后，方法继续进行到步骤S3，在其中按照所选方案或者根据所提供的替换标准顺序替换无线电资源。
图11是根据本发明的小区改变控制方法流程图。这个控制方法适用于包括存在于第一小区并且具有同时分配用于与第一小区关联的第一基站通信的多个无线电传输资源的移动用户终端的蜂窝无线电通信系统。在第一可选步骤S30，检测对小区改变的需要。这个步骤基本上对应于图3的步骤S2，因此不作进一步描述。在下一个步骤S31，产生小区改变控制消息。这个控制消息命令用分配给移动终端用于与 至少一个基站通信的无线电传输资源顺序替换多个无线电资源。这个生成的控制消息分发给有关各方，例如用户终端、第一基站和新的服务基站。这个控制方法可由在用户终端中、通信基站其中之一或者控制网络节点、如BSC或无线电网络控制器(RNC)中所提供的应用程序来执行。然后，方法结束。
当各方接收到控制消息时，通过顺序替换无线电传输资源，即，按照图3的步骤S3，来执行小区改变。
如前面所述，本发明的分阶段转交通常通过网络节点、如基站和控制网络节点与有关的移动用户终端之间的信令和信息交换来进行。这种数据信令包含与在整个通信系统中执行的并在图11的步骤S30中用作判定是否应当发起分阶段转交的基础的质量测量有关的数据和结果。此外，信令通常存在于分阶段转交过程中，并用于通知有关单元关于分阶段转交的执行的变化。
例如，一旦被发起，分阶段转交过程就可通过不同的方式以可想到的方法进行。在第一实施例中，涉及分配给逻辑数据流的无线电传输资源的某个子集的分阶段转交的各“分支”可分别被评估和发信号通知。上行链路和下行链路资源可单独或一起处理。虽然这需要额外的信令，但提供了最大的灵活性，因为各分支可在最适当的时间在主要的无线电环境中对正在进行的服务来执行。
在一个备选实施例中，信令仅在发起分阶段转交过程时才发生，然后各分支会按照在初始信令阶段传递的或者按照某一标准预定义的资源替换标准来执行。
这样，或多或少的大量信令可遵循在图11的步骤S32中的命令消息的初始分发。
本发明可有利地与用于改进小区改变或转交过程的其它技术一起应用。提高转交健壮性的这样一种技术的实例在PCT/SE 2005/000365中描述了，并表示了小区噪声抑制。小区噪声抑制通过暂时增强参与转交信令的用户终端的无线电环境来改进转交健壮性。这通过在部分 或全部信令过程期间、在所有转交情况下或者仅在满足某些特定条件、例如第一转交命令没有到达用户或者按照某个标准认为用户处于极差的无线电条件时，抑制一个或多个主要干扰小区的噪声来实现。
如前面所述，移动用户终端按照从网络接收的相邻小区列表定期测量相邻基站使用的频率上的所接收信号强度。在空闲时隙中，在GSM系统的情况下，还尝试通过对相邻基站的基站身份代码(BSIC)进行解码来识别相邻基站。需要正确解码的BSIC以及所接收信号强度测量，以便该测量被用于转交判定。一旦由网络接收，则可过滤该测量，并在网络节点、通常为BSC中评估转交标准。这种转交标准可包括信号强度滞后值，以便使乒乓式转交以及由先前信道管理操作触发的其它信号强度或定时惩罚最小。
相邻小区测量、识别、报告、过滤和转交标准评估的过程在可发送任何转交命令之前执行。它经常在具有快速移动用户的不规则小区规划和不均匀无线电环境中执行。由于这些原因，转交命令经常在移动用户终端已经处于目标基站的额定覆盖区域并始终进一步离开服务基站时被发送到移动用户终端。对于无线电资源的严格再用，转交过程在不良的无线电条件中无疑必须是可执行的，以便防止丢弃呼叫。
例如，移动终端所经历的无线电环境的特征可在于载波干扰比(C/I)，它可对于具有从第一小区中的服务第一基站发送的载波以及从包括第二小区中的目标基站在内的若干周围基站产生的干扰的下行链路来说明。
根据上述原因，转交命令经常在移动用户终端已经处于第二小区时发送给移动用户终端。在这一点上，第二小区中的基站可能是下行链路干扰的主要来源。在小区噪声抑制的一个实施例中，来自第二小区中的基站的适当频率或者在跳频情况的频率以及时隙上的传输在从第一小区向移动用户终端发送转交命令时只是进行噪声抑制，由此增大C/I和正确接收转交命令的概率。在一个备选实施例中，来自几个干扰基站的适当传输可通过这种方式进行噪声抑制。
由于在被噪声抑制的小区中用户的丢失脉冲串或帧方面和在实行噪声抑制中的控制信令方面存在涉及暂时噪声抑制传输的成本，因此，更有吸引力的实施例可能是仅在满足某些标准时才进行噪声抑制传输。一种可能性是考虑了到服务小区的无线电链路的测量报告、例如所接收信号强度(例如GSM中的RXLEV)和/或所接收质量(例如在GSM中由RXQUAL表示的误码率)的测量报告，并仅在到服务基站的链路质量在某个预定义阈值以下时才应用干扰噪声抑制。另一个可能性是仅在初始转交尝试失败时才执行噪声抑制。后续尝试可能发生在由于离开服务基站的连续移动而更困难的无线电条件中，从而使噪声抑制成为更有吸引力的选择。用于触发小区噪声抑制的这些及其它标准的组合当然是可能的。利用移动位置和/或速度的知识将是一种这样的备选方案。
如果作为对本发明的补充来应用这个小区噪声抑制解决方案，则更多转交可能更早成功，从而产生降低的干扰和更少丢弃的呼叫。此外，由于每当在任何情况下、例如在GSM中传输转交信令时帧可能被窃取，所以用小区噪声抑制的更健壮转交可能减少这种网络中丢失帧的总数。在用跳频或类似技术的许多情况中，丢失的脉冲串总是用信道编码可管理的，并且根本不存在负面的质量影响。还要注意，小区噪声抑制使转交过程更健壮，而没有在网络中传播额外的干扰，这符合本发明。
图12是根据本发明的小区改变管理器100的示意框图。这个管理器100一般包括用于与外部单元进行通信的输入和输出(I/O)单元110。这个I/O单元110可布置用于接收用来确定是否触发根据本发明的小区改变的质量相关测量结果。这些测量可由涉及将要进行的小区改变的不同单元以及通信系统中的其它单元来执行。
在一个备选实施例中，具体来说，当小区改变管理器100在通信基站或移动用户终端中实现时，无线电链路分析器120可设置在管理器100中用于执行当前无线电情况的分析。在一个具体实施例中，这 个分析器120可能使用I/O单元110来估算接收的信号强度，并根据接收的信号强度来产生链路质量度量或估算。其它质量相关参数也可由这个无线电链路分析器120来分析和提供。
小区改变检测器130布置在小区改变管理器100中用于检测对于涉及用户终端的小区改变的需要。在执行这个检测时，这个检测器130优选地使用来自I/O单元110和/或无线电链路分析器120的输入信息。这意味着，检测基于无线电质量参数，例如接收的信号强度和/或估算的小区负荷。如果检测到对小区改变的需要，则检测器130发信号通知小区管理器100中的无线电资源替换器140，命令发起小区改变。
资源替换器140布置在小区改变管理器100中，用于用分配给终端用于与具有不同于第一小区的关联小区的至少一个基站通信的无线电传输资源顺序替换同时分配给移动用户终端用于与第一小区的第一基站通信的多个无线电通信资源。
在一个备选实施例中，资源替换器140布置用于顺序替换同时分配给用户终端用于分别在第一和第二小区中通信的至少第一和第二无线电传输资源。另外，通过至少第一资源传输的原始数据不同于通过至少第二资源传输的原始数据。然后，替换器140用分配给用户终端用于与至少一个基站通信的无线电传输资源顺序、即通过至少两个步骤替换至少第一和第二资源。
这意味着，替换器140以至少两个步骤替换多个通信资源。注意，替换器140可替换多个上行链路资源，可替换多个下行链路资源，或可替换多个上行链路和下行链路资源。涉及这个小区改变的新的至少一个服务小区在站点内转交的情况中可能是与第一(旧)服务基站相同的基站，或者在所谓的站点间转交的情况中可能是一个或多个其它基站。
资源替换器140可按照规定以下至少一项的默认替换方案来执行这种顺序资源替换：i)顺序替换应当包含多少步骤，ii)在不同的步骤 中应当替换多少资源，iii)在不同的步骤中要替换哪些资源，以及iv)将何时执行这些步骤。这个默认方案通常适用且适合于大多数小区改变过程，并且可例如根据来自先前由小区管理器100执行的多个不同小区改变的信息确定为平均方案，或者按照某个标准来规定。小区改变管理器100可具有提供用于存储这个默认方案的信息的方案存储器150，或者可从外部单元提供有关信息。
在一个备选实施例中，无线电资源替换器140可以使用例如在方案存储器或库150中提供的多个不同的预定义替换方案。然后，替换器140根据输入信息来选择用于当前小区改变过程的最适当的替换方案。这种输入信息可包括下列至少一项：i)小区改变相关定时器的值，ii)表示用户终端与旧服务小区之间的通信链路无线电质量的质量参数，iii)表示可能的候选目标小区中无线电质量的质量参数，iv)布置在用户终端、旧服务基站、新服务基站的候选或控制网络节点中的发射缓冲器的缓冲级别，或者v)上述量i)-iv)中的一个或多个的系列。
关于要用哪个替换方案的信息也可从外部节点、如控制网络节点接收。
小区管理器100当然还可在没有任何可用的预定义替换方案的情况下工作，然后而是可与其它有关的外部各方协商应当如何执行小区改变，或者从控制网络节点接收关于适合的小区改变过程的信息。
小区改变管理器100的单元110至140可作为软件、硬件或者它们的组合来提供。单元110至150可在用户终端、基站、控制节点或者另一个网络节点中一起实现。分布式实现也是可能的，其中一部分单元设置在不同的网络节点中。
图13是根据本发明的小区改变控制器200的示意框图。这个控制器200一般包括I/O单元210，用于与外部单元进行通信。根据本发明，这个I/O单元210具体布置用于发送命令多个无线电传输资源顺序替换的控制消息。这个小区改变控制器200还包括可选的无线电链路分 析器220、改变检测器230和可选的方案库250。这些单元220、230和250的操作和功能类似于在图12中公开及以上描述的小区改变管理器中的对应单元。
控制器200还包括控制消息引擎240。这个消息引擎240优选地响应于来自改变检测器230、使消息引擎240提供或产生控制消息的小区改变检测信号。这个控制消息命令消息的预定义接收器，用分配给终端用于与具有不同于第一小区的关联小区的至少一个基站通信的无线电传输资源顺序替换同时分配给移动用户终端用于与第一小区的第一基站通信的多个无线电传输资源。
在一种备选实现中，这个控制消息命令消息的预定义接收器，用分配给终端用于与至少一个基站通信的无线电传输资源顺序替换同时分配给移动用户终端用于在至少两个不同的小区中通信的多个无线电传输资源。
消息引擎240在产生控制消息的过程中可使用从方案库250中可得到的不同预定义替换方案的信息。
控制消息然后提供给I/O单元210，它将消息转发给用户终端、当前服务基站、至少一个可能的新服务基站和/或涉及小区改变过程的任何其它节点。
小区改变控制器200的单元210至240可作为软件、硬件或者它们的组合来提供。单元210至250可在用户终端、基站、控制节点或者另一个网络节点中一起实现。分布式实现也是可能的，其中一部分单元设置在不同的网络节点中。
本领域的技术人员会理解，可以对本发明进行各种修改和改变，并不背离所附权利要求书定义的本发明的范围。
Claims (37)
1.一种在蜂窝无线电通信系统(1)中的小区改变方法，所述蜂窝无线电通信系统包括存在于第一小区(25)中并且具有同时分配用于与所述第一小区(25)关联的基站(20)通信的多个无线电传输资源的移动用户终端(10)，其特征在于：
-用分配给所述移动用户终端(10)用于与具有不同于所述第一小区(25)的关联小区(35；45)的至少一个基站(20；30；40)通信的无线电传输资源(32，34，36，38；42)顺序替换所述多个无线电传输资源。
2.一种在蜂窝无线电通信系统(1)中的小区改变方法，所述蜂窝无线电通信系统包括同时具有分配用于与第一小区(25)关联的基站(20)通信的至少第一无线电传输资源(24)和分配用于与第二小区(35)关联的基站(20；30)通信的至少第二无线电传输资源(32)的移动用户终端(10)，其特征在于：
-用分配给所述移动用户终端(10)用于与至少一个基站(20；30；40)通信的无线电传输资源(32，34；42)顺序替换所述至少第一无线电传输资源(24)和第二无线电传输资源(32)，其中要使用所述至少第一无线电传输资源(24)传输的原始数据不同于要使用所述至少第二无线电传输资源(32)传输的原始数据。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述移动用户终端(10)具有同时分配用于与所述基站(20)通信的N个无线电传输资源(22，24，26，28)，其中N为大于1的整数，并且所述顺序替换步骤包括以下步骤：
(a)用分配给所述移动用户终端(10)用于与所述至少一个基站(20；30；40)通信的至少一个无线电传输资源(32，34，36，38；42)替换所述N个无线电传输资源(22，24，26，28)中的至少一个无线电传输资源(22，24，26，28)；以及
(b)重复至少一次所述替换步骤(a)。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顺序替换步骤包括：用分配给所述移动用户终端(10)用于与具有关联第二小区(35)的第二基站(30)通信的无线电传输资源(32，34，36，38)顺序替换所述多个无线电传输资源。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顺序替换步骤包括：当所述移动用户终端(10)存在于与所述基站(20)关联的第二小区(35)中时，用分配给所述移动用户终端(10)用于与所述基站(20)通信的无线电传输资源(32，34)顺序替换所述多个无线电传输资源。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顺序替换步骤包括：用分配给所述移动用户终端(10)用于与多个基站(30；40)通信的无线电传输资源(32，34；42)顺序替换所述多个无线电传输资源，在其中所述至少一个基站(30；40)具有关联的相应小区(35；45)，且所述相应小区(35；45)中的至少一个小区(35；45)不同于所述第一小区(25)。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个无线电传输资源是上行链路无线电传输资源。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个无线电传输资源是下行链路无线电传输资源。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据估算的无线电质量度量和估算的小区负荷度量中的至少一个来检测对小区改变的需要，并且所述顺序替换步骤响应所述检测来执行。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顺序替换步骤按照预定义的替换方案来执行。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述顺序替换步骤按照无线电控制节点所通知的替换方案来执行。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述替换方案根据从以下选取的至少一个资源替换标准来提供：
-小区改变相关定时器的实际值；
-表示所述移动用户终端(10)与所述基站(20)之间通信链路的无线电质量的质量参数；
-所述基站(20)中的发射缓冲器的缓冲级别，其发射缓冲器包括送往所述移动用户终端(10)的数据；
-所述移动用户终端(10)中的发射缓冲器的缓冲级别，其发射缓冲器包括送往所述基站(20)的数据；
-连接到所述基站(20)的控制网络节点(90)中发射缓冲器的缓冲级别，其发射缓冲器包括送往所述移动用户终端(10)的数据；及
-表示与所述至少一个基站(20；30；40)关联的所述小区(35；45)中无线电质量的无线电质量度量。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动用户终端(10)具有同时分配用于与所述基站(20)通信的N个无线电传输资源(22，24)，其中N为等于或大于2的整数，并且所述顺序替换步骤包括以下步骤：
-用分配给所述移动用户终端(10)用于与所述至少一个基站(30)通信的M个无线电传输资源(32)替换所述N个无线电传输资源(22，24)中的M个无线电传输资源(22)，其中1≤M＜N；
-在所述M个无线电传输资源(22)上传递数据，并在N-M个其余无线电传输资源(32)上传递数据；以及
-用分配给所述移动用户终端(10)用于与所述至少一个基站(30)通信的N-M个无线电传输资源(34)替换所述N-M个其余无线电传输资源(24)。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述移动用户终端(10)与所述至少一个基站(30)之间使用所述M个无线电传输资源(32)传递的数据和在所述移动用户终端(10)与所述基站(20)之间使用所述N-M个无线电传输资源(24)传递的数据在物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层或应用层上相关。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述移动用户终端(10)与所述至少一个基站(30)之间使用所述M个无线电传输资源(32)传递的数据和在所述移动用户终端(10)与所述基站(20)之间使用所述N-M个无线电传输资源(24)传递的数据基于公共信息。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述移动用户终端(10)与所述至少一个基站(30)之间使用所述M个无线电传输资源(32)传递的用户平面数据与在所述移动用户终端(10)与所述基站(20)之间使用所述N-M个无线电传输资源(24)传递的用户平面数据不相关。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述移动用户终端(10)与所述至少一个基站(30)之间使用所述M个无线电传输资源(32)传递的控制数据与在所述移动用户终端(10)与所述基站(20)之间使用所述N-M个无线电传输资源(24)传递的控制数据相关。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，无线电传输资源(22，24，26，28)选自载波频率、时隙、正交频分复周OFDM组块和信道化代码中的一个或其组合。
19.一种在蜂窝无线电通信系统(1)中的小区改变控制方法，所述蜂窝无线电通信系统包括存在于第一小区(25)中并且具有同时分配用于与所述第一小区(25)关联的第一基站(20)通信的多个无线电传输资源的移动用户终端(10)，其特征在于：
-产生小区改变控制消息，所述小区改变控制消息命令用分配给所述移动用户终端(10)用于与具有不同于所述第一小区(25)的关联小区(35；45)的至少一个基站(20；30；40)通信的无线电传输资源(32，34，36，38；42)顺序替换所述多个无线电传输资源。
20.一种在蜂窝无线电通信系统(1)中的小区改变控制方法，所述蜂窝无线电通信系统包括同时具有分配用于与第一小区(25)关联的基站(20)通信的至少第一无线电传输资源(24)和分配用于与第二小区(35)关联的基站(20；30)通信的至少第二无线电传输资源(32)的移动用户终端(10)，其特征在于：
-产生小区改变控制消息，所述小区改变控制消息命令用分配给所述移动用户终端(10)用于与至少一个基站(20；30；40)通信的无线电传输资源(32，34；42)顺序替换所述至少第一无线电传输资源(24)和所述至少第二无线电传输资源(32)，其中要使用所述至少第一无线电传输资源(24)传输的原始数据不同于要使用所述至少第二无线电传输资源(32)传输的原始数据。
21.如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，将所述小区改变控制消息分发给所述用户终端(10)、所述基站(20)和所述至少一个基站(20；30；40)中的至少一个。
22.一种在蜂窝无线电通信系统(1)中的小区改变装置，所述蜂窝无线电通信系统包括存在于第一小区(25)中并且具有同时分配用于与所述第一小区(25)关联的基站(20)通信的多个无线电传输资源的移动用户终端(10)，其特征在于包括：
-用分配给所述移动用户终端(10)用于与具有不同于所述第一小区(25)的关联小区(35；45)的至少一个基站(20；30；40)通信的无线电传输资源(32，34，36，38；42)顺序替换所述多个无线电传输资源的部件。
23.一种在蜂窝无线电通信系统(1)中的小区改变装置，所述蜂窝无线电通信系统包括同时具有分配用于与第一小区(25)关联的基站(20)通信的至少第一无线电传输资源(24)和分配用于与第二小区(35)关联的基站(20；30)通信的至少第二无线电传输资源(32)的移动用户终端(10)，其特征在于包括：
-用分配给所述移动用户终端(10)用于与至少一个基站(20；30；40)通信的无线电传输资源(32，34；42)顺序替换所述至少第一无线电传输资源(24)和第二无线电传输资源(32)的部件，其中要使用所述至少第一无线电传输资源(24)传输的原始数据不同于要使用所述至少第二无线电传输资源(32)传输的原始数据。
24.如权利要求22或23所述的小区改变装置，其特征在于，所述移动用户终端(10)具有同时分配用于与所述基站(20)通信的N个无线电传输资源(22，24，26，28)，其中N为大于1的整数，并且所述替换部件配置用于在至少两个单独的时刻执行用分配给所述移动用户终端(10)用于与所述至少一个基站(20；30；40)通信的至少一个无线电传输资源替换所述N个无线电传输资源(22，24，26，28)中的至少一个无线电传输资源。
25.如权利要求22所述的小区改变装置，其特征在于，所述替换部件配置用于用分配给所述移动用户终端(10)用于与具有关联第二小区(35)的第二基站(30)通信的无线电传输资源(32；34；36；38)顺序替换所述多个无线电传输资源。
26.如权利要求22所述的小区改变装置，其特征在于，所述替换部件配置用于当所述移动用户终端(10)存在于与所述基站(20)关联的第二小区(35)中时，用分配给所述移动用户终端(10)用于与所述基站(20)通信的无线电传输资源(32，34)顺序替换所述多个无线电传输资源。
27.如权利要求22所述的小区改变装置，其特征在于，所述替换部件配置用于用分配给所述移动用户终端(10)用于与多个基站(30；40)通信的无线电传输资源(32，34；42)顺序替换所述多个无线电传输资源，在其中所述多个基站(30；40)中的每个都具有关联的相应小区(35；45)，并且所述相应小区(35；45)中的至少一个小区(35；45)不同于所述第一小区(25)。
28.如权利要求22所述的小区改变装置，还包括用于根据估算的无线电质量度量和估算的小区负荷度量中的至少一个来检测对小区改变的需要，并用于根据所述检测来产生检测信号的部件(130)，以及所述替换部件配置用于响应所述检测信号来执行所述多个无线电传输资源的所述顺序替换。
29.如权利要求22所述的小区改变装置，其特征在于，所述替换部件配置用于按照预定义的替换方案来执行所述多个无线电传输资源的所述顺序替换。
30.如权利要求22所述的小区改变装置，还包括用于接收替换方案的通知的部件(110)，以及所述替换部件配置用于根据所述替换方案来执行所述多个无线电资源的所述顺序替换。
31.如权利要求29所述的小区改变装置，其特征在于，所述替换方案根据从以下选取的至少一个资源替换标准来提供：
-小区改变相关定时器的实际值；
-表示所述移动用户终端(10)与所述基站(20)之间通信链路的无线电质量的质量参数；
-所述基站(20)中发射缓冲器的缓冲级别，其发射缓冲器包括送往所述移动用户终端(10)的数据；
-所述移动用户终端(10)中发射缓冲器的缓冲级别，其发射缓冲器包括送往所述基站(20)的数据；
-连接到所述基站(20)的控制网络节点(90)中发射缓冲器的缓冲级别，其发射缓冲器包括送往所述移动用户终端(10)的数据；及
-表示与所述至少一个基站(20；30；40)关联的所述小区(35；45)中无线电质量的无线电质量度量。
32.一种网络节点(20；30；40；90)，包括如权利要求22所述的小区改变装置。
33.一种移动用户终端(10)，包括如权利要求22所述的小区改变装置。
34.一种在蜂窝无线电通信系统(1)中的小区改变控制装置，所述蜂窝无线电通信系统包括存在于第一小区(25)中并且具有同时分配用于与所述第一小区(25)关联的第一基站(20)通信的多个无线电传输资源的移动用户终端(10)，其特征在于包括：
-产生小区改变控制消息的部件，所述小区改变控制消息命令用分配给所述移动用户终端(10)用于与具有不同于所述第一小区(25)的关联小区(35；45)的至少一个基站(20；30；40)通信的无线电传输资源(32，34，36，38；42)顺序替换所述多个无线电传输资源。
35.一种在蜂窝无线电通信系统(1)中的小区改变控制装置，所述蜂窝无线电通信系统包括同时具有分配用于与第一小区(25)关联的基站(20)通信的至少第一无线电传输资源(24)和分配用于与第二小区(35)关联的基站(20；30)通信的至少第二无线电传输资源(32)的移动用户终端(10)，其特征在于包括：
-产生小区改变控制消息的部件，所述小区改变控制消息命令用分配给所述移动用户终端(10)用于与至少一个基站(20；30；40)通信的无线电传输资源(32，34；42)顺序替换所述至少第一无线电传输资源(24)和所述至少第二无线电传输资源(32)，其中要使用所述至少第一无线电传输资源(24)传输的原始数据不同于要使用所述至少第二无线电传输资源(32)传输的原始数据。
36.一种网络节点(20；30；40；90)，包括如权利要求34或35所述的小区改变控制装置。
37.一种移动用户终端(10)，包括如权利要求34或35所述的小区改变控制装置。
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