CN101455103A - 蜂窝无线通信系统及切换方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明第一方面的蜂窝无线通信系统包括多个基站，其向属于由多个基站中的各个基站控制的小区的移动台发送控制信息，以使得该移动台能够切换到与由多个基站中的各个基站控制的小区相邻的小区。此外，从多个基站中的至少一些基站发送的控制信息所涉及的小区数量小于与由该多个基站中的各个基站控制的小区相邻的小区的总数量。
Description
技术领域
本发明涉及蜂窝无线通信系统，具体地说，涉及蜂窝无线通信系统中的移动台的切换处理。
背景技术
DS-CDMA(Direct Spread Code Division Multiple Access：直扩码分多址)蜂窝无线通信系统已处于实际应用。在DS-CDMA系统中，由扩频码来区分相邻小区，使得在小区规划中对频率重用不存在限制。因此，DS-CDMA蜂窝无线通信系统能够根据业务量分布等来对不同半径的小区进行灵活地布置，而不必考虑小区布置的规则性的限制。这还使得能够容易地实现层级小区结构，该层级小区结构涉及不同半径的小区的层级设置以及扩展。该层级小区结构是这样的结构，即，将小区半径较小的基站(BS：Base Station)设置在由另一基站所覆盖的小区之中(例如，参见专利文献1)。在以下说明中，具有最大半径、中等半径及最小半径的小区分别被称为宏小区、微小区及微微小区，以对这些具有不同半径的小区进行区分。
当移动台从一个小区移动到另一小区时，该蜂窝无线通信系统进行切换，以将为移动台(MS：mobile station)提供服务的小区切换到另一小区。移动台对从相邻小区的基站发送来的信号质量进行测量，该信号质量包括接收信号电平和SIR(Signal to Interference Power Ratio：信号与干扰功率比)。然后，移动台将该测量结果发送到基站以及对该切换处理进行控制的无线网络控制器(RNC：radio network controller)。无线网络控制器基于从该移动台所发送的测量结果来确定是否进行切换，并通过向该基站和该移动台发送必要的控制信息来执行该切换。
移动台保持从当前提供服务的基站通过下行控制信道发送来的相邻小区信息。该移动台参照该相邻小区信息，由此来确定在进行切换时要测量信号质量的相邻小区。该相邻小区信息是测量从相邻小区的基站发送的信号的质量所必需的信息。在基站彼此异步的蜂窝无线通信系统(例如，W-CDMA蜂窝无线通信系统)中，将相邻小区的基站所使用的扩频码作为相邻小区信息发送给移动台。移动台利用在从基站所发送的相邻小区信息中包含的扩频码来顺序执行解扩频处理，从而将要用于通信质量测量的扩频码的数量限制为相邻小区的数量。另一方面，在基站彼此同步的蜂窝无线通信系统(例如，cdma-2000蜂窝无线通信系统)中，通过对各个基站添加不同的延迟来使用相同的扩频码。在这种情况下，将关于相邻小区的基站的扩频码的延迟信息作为相邻小区信息而发送。
尽管针对DS-CDMA蜂窝无线通信系统作为示例而对切换进行了上述说明，但是在其它类型的蜂窝无线通信系统(例如，FH-CDMA(Frequency hopping Code Division Multiple Access：跳频码分多址)及FDMA(Frequency Division Multiple Access：频分多址))中，移动台也能够参照从基站发送的相邻小区信息来确定要测量信号质量的相邻小区。例如在FDMA系统中，将相邻小区的基站所使用的频道作为相邻小区信息而发送给移动台。
[专利文献1]
国际公布WO 03/007645
发明内容
技术问题
随着层级小区结构的使用以及微小区及微微小区的积极引入，小区半径日益减小而相邻小区的数量相应地增大。相邻小区数量的增大导致要存储在基站中的相邻小区信息增加，这引起在部署(provisioning)时对基站进行设置的工作量增大。就移动台而言，相邻小区数量的增大导致用于存储相邻小区信息的存储区域增大以及切换处理的处理量增大。此外，相邻小区数量的增大导致频繁发生切换，这会对基站、移动台及对切换处理进行控制的无线网络控制器产生严重的处理负担。
为解决上述问题做出本发明，因而本发明的目的在于减少由相邻小区数量的增大而导致的上述问题的影响。
技术方案
根据本发明第一方面的蜂窝无线通信系统包括多个基站，其向属于由多个基站中的各个基站控制的小区的移动台发送控制信息，以使得该移动台能够切换到与由该多个基站中的各个基站控制的小区相邻的小区。此外，从多个基站中的至少一些基站发送的控制信息所涉及的小区数量小于与由该多个基站中的各个基站控制的小区相邻的小区的总数量。
在这种结构中，可以减少要在基站设置的控制信息量，该控制信息是相邻小区信息(例如在W-CDMA系统内的相邻小区中使用的扩频码)。此外，因为从基站所发送的相邻小区信息量变小，所以可以减少移动台用于保持相邻小区信息的存储区域的增长。此外，因为当切换时移动台所要测量质量的小区数量也变小，所以可以减少移动台的处理量，以能够进行高效的切换处理。
如果根据第一方面的该蜂窝无线通信系统具有层级小区结构，在该层级小区结构中按照层级方式来对分别由多个基站控制的小区进行布置，则优选的是，将从该多个基站中的至少一些基站发送的控制信息限制为涉及控制如下小区的基站，即与发送方基站所控制的小区属于同一层级的小区。在这种结构中，当使用该层级小区结构时，可以对执行切换的移动台在小区之间的移动加以限制。由此，即使相邻小区的数量增大也可以防止发生频繁切换。这使得能够减少基站、移动台及无线网络控制器上的切换处理负担。
如果根据第一方面的该蜂窝无线通信系统具有层级小区结构，该层级小区结构包括：第一小区，其位于上位层级中；第二小区，其与第一小区相邻，该第二小区覆盖包括建筑物的出入口在内的室内区域，该建筑物位于由第一小区覆盖的区域内；以及第三小区，其与第一小区及第二小区相邻，该第三小区覆盖除该建筑物的出入口之外的室内区域，则优选的是，从控制第三小区的基站发送的控制信息包含关于第二小区的信息，而不包含关于第一小区的信息。在这种结构中，可以在确保移动台的实际移动性的同时，减少要从基站发送的相邻小区信息的量并防止频繁发生不必要的切换。
如果根据第一方面的该蜂窝无线通信系统是DS-CDMA蜂窝无线通信系统，则可以将由控制相邻小区的基站所使用的扩频码作为控制信息而发送。
根据本发明第二方面的切换方法是包括多个基站的蜂窝无线通信系统中的切换处理方法。具体地说，该切换方法包括以下步骤：从基站向移动台发送关于有限小区的控制信息，该有限小区的数量小于相邻小区的总数；由移动台基于控制信息来测量该有限小区的信号质量；以及基于移动台的测量结果来从该有限小区中确定该移动台的切换目的地小区。
根据这种切换方法，可以减少要在基站设置的控制信息(即，相邻小区信息)量。此外，因为从基站所发送的相邻小区信息量变小，所以可以减少移动台用于保持相邻小区信息的存储区域的增长。此外，因为当切换时移动台所要测量质量的小区数量也变小，所以可以减少移动台的处理量，能够进行高效的切换处理。
有益效果
本发明减少了要从基站发送的相邻小区信息(诸如在W-CDMA系统内的相邻小区中使用的扩频码)的量，由此提供了对于相邻小区数量的增大而言鲁棒的蜂窝无线通信系统及切换方法。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的蜂窝无线通信系统的示意图。
图2是示出根据本发明的第一实施方式的相邻小区信息的示例性设置的图。
图3是根据本发明的第二实施方式的蜂窝无线通信系统的示意图。
图4是示出根据本发明的第二实施方式的相邻小区信息的示例性设置的图。
标号说明
1、2蜂窝无线通信系统
10a、10b、10c小区
20a、20b、20c宏小区
30a、30b、30c微小区
40a、40b微微小区
11a、11b、11c基站
21a、21b、21c基站
31a、31b、31c基站
41a、41b基站
50a、50b、50c移动台
60无线网络控制器
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的具体实施方式。在附图中，使用相同的标号来表示相同的要素，并且为了说明书的简洁而适当省略了多余的说明。在本发明的以下实施方式中，将本发明应用于W-CDMA蜂窝无线通信系统。
第一实施方式
图1示出了根据该实施方式的蜂窝无线通信系统1的结构。在图1中，小区10a、10b及10c分别表示由基站11a、11b及11c所控制的小区。例如，位于小区10a中的移动台(例如，图1中的移动台50a)通过无线接口与基站11a连接。类似的是，位于其它两个小区10b及10c中的移动台(例如，图1中的移动台50b及50c)通过无线接口与基站11b或11c连接。无线网络控制器60与基站11a、11b及11c连接，以实施对要分配给基站11a、11b及11c的无线资源的管理、对基站11a、11b及11c的控制、以及对移动台50a、50b及50c的切换的控制等。
在蜂窝无线通信系统1中，按照如下过程来执行切换。基站11a、11b及11c利用下行控制信道向位于分别由这些基站所覆盖的小区中的移动台发送包含相邻小区信息的通知信息。在W-CDMA蜂窝无线通信系统1中，将相邻小区的基站所使用的扩频码作为相邻小区信息发送给移动台。
移动台50a、50b及50c利用从它们分别所属的基站11a、11b及11c所发送的相邻小区信息中所包含的扩频码来执行解扩频处理，由此测量来自相邻小区的基站的信号质量(例如，接收信号电平和SIR)。接着，移动台50a、50b及50c向它们分别所属的基站11a、11b及11c以及无线网络控制器60发送测量结果。
无线网络控制器60基于从移动台50a、50b及50c所发送的这些测量结果来执行切换处理。
该实施方式的蜂窝无线通信系统1的特征在于：从基站11a、11b及11c所发送的相邻小区信息并不一定包括关于全部相邻小区的信息。换言之，将从至少一些基站发送的相邻小区信息的内容限制为涉及数量小于相邻小区总数的相邻小区。
图2示出了从基站11a、11b及11c所发送的相邻小区信息的具体设置的示例。例如，从基站11a所发送的相邻小区信息包含基站11b所使用的扩频码，但不包含基站11c所使用的扩频码。因此，属于小区10a的移动台能够执行到小区10b的切换，但不能执行到相邻小区10c的直接切换。
另一方面，从基站11b所发送的相邻小区信息包含基站11a所使用的扩频码以及基站11c所使用的扩频码。因此，属于小区10b的移动台能够执行到小区10a及10c的切换。
此外，从基站11c所发送的相邻小区信息包含基站11b所使用的扩频码，但不包含基站11a所使用的扩频码。因此，属于小区10c的移动台能够执行到小区10b的切换，但不能执行到相邻小区10a的直接切换。
按照相邻小区信息的这种设置，彼此之间能够进行切换的小区的组合受到限制，这样可以阻碍移动台的移动性。移动台不能向没有接收到作为相邻小区信息的扩频码的小区进行切换。在这种情况下，移动台需要在从无线网络断开连接之后，进行用于捕捉可连接小区的网络搜索、向可连接小区登记位置信息并接着进入待机模式。
然而，即使在各个小区彼此相邻的情况下，考虑到地理限制、拥有该移动台的用户的路线等情况，也存在移动台在其之间不能物理地移动的相邻小区组合。如果对这些小区之间的切换施加上述限制，则仍然能够保证移动台的实际移动性。
例如，考虑小区10a覆盖室外、小区10b覆盖具有出入口的建筑物室内、而小区10c覆盖建筑物的内部的情况。在这种情况下，因为位于建筑物内部的用户经过建筑物的出入口到达室外，所以只要属于小区10c的移动台能够依次执行从小区10c经过小区10b到小区10a的切换，就可以保证移动台的实际移动性。
如上所述，通过将从基站所发送的相邻小区信息限制为涉及数量小于相邻小区总数的相邻小区，可以减少要在基站设置的相邻小区信息量。这能够减少在部署(provisioning)时对基站进行设置的工作量。
此外，因为从基站所发送的相邻小区信息量变小，所以可以减少移动台用于保持相邻小区信息的存储区域的增长。此外，因为当切换时移动台所要测量质量的小区数量也变小，所以可以减少移动台的处理量，以使得能够进行高效的切换处理。
此外，通过对执行切换的移动台在小区之间的移动加以限制，即使相邻小区的数量增大也可以防止频繁发生切换。这使得能够减少基站、移动台及无线网络控制器上的切换处理负担。
第二实施方式
在该实施方式中，将本发明应用于具有层级小区结构的网络。图3示出了根据该实施方式的蜂窝无线通信系统2的结构。在图3中没有示出移动台及无线网络控制器。参照图3，宏小区20a及20b分别由基站21a及21b所控制。微小区30a、30b及30c分别由基站31a、31b及31c所控制。微微小区40a及40b分别由基站41a及41b所控制。
按照层级方式将微小区30a、30b及30c设置在由宏小区20a所覆盖的区域中。可以设置微小区30a、30b及30c以覆盖业务量集中的区域，例如覆盖由于存在障碍物而导致与基站21a的通信质量不够高的区域。按照层级方式将微微小区40a及40b设置在由微小区30a所覆盖的区域中。例如可以设置微微小区40a及40b以覆盖宏小区20a中所包括的建筑物的室内。
通常，宏小区20a及20b的小区半径大约为几公里到几十公里，微小区30a、30b及30c的小区半径大约为几百米，而微微小区40a及40b的小区半径大约为十米到几十米。然而，本发明并不被限于具有这些小区半径的情况。具有三级层级的这种层级结构仅是示例，层级结构可以包括两级层级或包括四级或更多级层级。
该实施方式的蜂窝无线通信系统2的特征在于：限制了移动台在不同层级的小区之间的切换。图3中所示的双向箭头表示彼此之间能够进行切换的相邻小区的关系。具体地说，对于宏小区层级与微小区层级之间的切换，其能够在宏小区20a与微小区30a之间执行，但不能在宏小区20a与微小区30b之间执行，也不能在宏小区20a与微小区30c之间以及宏小区20b与微小区30c之间执行。对于微小区层级与微微小区层级之间的切换，其能够在微小区30a与微微小区40a之间执行，但不能在微小区30a与微微小区40b之间以及微小区30b与微微小区40b之间执行。
在以下说明中，将能够在不同层级之间进行切换的小区(即，小区20a、30a及40a)称为入口小区(entrance cell)。将能够在同一层级中进行切换、但不能在不同层级之间进行切换的小区(即，小区20b、30b、30c及40b)称为副小区(sub cell)。
图4示出了从包括在蜂窝无线通信系统2中的各个基站所发送的相邻小区信息的设置的示例，这里对彼此之间能够进行切换的小区组合进行了限制。例如，从对宏小区20a(用作入口小区)进行控制的基站21a所发送的相邻小区信息包含对位于同一层级中的宏小区20b进行控制的基站21b所使用的扩频码以及对位于下位层级中的微小区30a进行控制的基站31a所使用的扩频码。然而，该信息并不包含分别对微小区30b及30c进行控制的基站31b及31c所使用的扩频码。因此，属于宏小区20a的移动台能够执行到微小区30a的切换，但不能执行到相邻的微小区30b及30c的直接切换。
此外，从对微小区30a(用作入口小区)进行控制的基站31a所发送的相邻小区信息包含由位于上位层级中的基站21a、位于同一层级中的基站31b及位于下位层级中的基站41a所使用的扩频码。然而，该信息并不包含由对位于下位层级中的微微小区40b进行控制的基站41b所使用的扩频码。因此，属于微小区30a的移动台能够执行到宏小区20a、微小区30b及微微小区40a的切换，但不能执行到相邻的微微小区40b的直接切换。
一个具体示例是包括覆盖两层建筑物的第一层的微微小区及覆盖该两层建筑物的第二层的微微小区的结构，其中，将用于第一层的微微小区设为能够与室外的微小区或宏小区进行切换的入口小区。另一示例是包括覆盖地下购物区的多个微微小区的结构，其中，将具有通往地上区的出入口(诸如楼梯及电梯)的区域设为入口小区而将其它区域设为副小区。
通过这种方式，将具有层级小区结构的蜂窝无线通信系统2中包括的小区划分为能够在不同层级之间进行切换的入口小区以及只能够在同一层级中进行切换的副小区。这具有以下优点。第一，将从基站所发送的相邻小区信息限制为涉及数量小于相邻小区总数的相邻小区。这使得能够减少要在基站设置的相邻小区信息。还能够减少在部署时对基站进行设置的工作量。
第二，因为从基站所发送的相邻小区信息量变小，所以可以减少移动台用于保持相邻小区信息的存储区域的增加。此外，因为当切换时移动台所要测量质量的小区数量也变小，所以可以减少移动台的处理量，能够进行高效的切换处理。
第三，通过对执行切换的移动台在小区之间的移动加以限制，即使相邻小区的数量增大也可以防止频繁发生切换。这使得能够减少基站、移动台及无线网络控制器上的切换处理负担。
虽然在该实施方式中说明了在一个小区层级中设置一个入口小区的情况，但是可以在一个小区层级中设置多个入口小区。
此外，虽然在第一及第二实施方式中说明了W-CDMA蜂窝无线通信系统，但是本发明能够应用于不同于W-CDMA的蜂窝无线通信系统(例如，包括cdma 2000及FH-CDMA系统在内的其它DS-CDMA系统)。
本发明不限于上述实施方式，而且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种变化。
工业实用性
因为本发明能够减少要从基站发送的相邻小区信息量，所以本发明能够应用于各种蜂窝无线通信系统。
Claims (7)
1、一种蜂窝无线通信系统，该蜂窝无线通信系统包括：
多个基站，其向属于由所述多个基站中的各个基站控制的小区的移动台发送控制信息，以使得所述移动台能够切换到与由所述多个基站中的各个基站控制的小区相邻的小区，
其中，从所述多个基站中的至少一些基站发送的所述控制信息所涉及的小区数量小于与由所述多个基站中的各个基站控制的小区相邻的小区的总数量。
2、根据权利要求1所述的蜂窝无线通信系统，其中，
所述蜂窝无线通信系统具有层级小区结构，在该层级小区结构中按照层级方式来对分别由所述多个基站控制的小区进行布置，而且
将从所述多个基站中的至少一些基站发送的所述控制信息限制为涉及控制如下小区的基站，即与发送方基站所控制的小区属于同一层级的小区。
3、根据权利要求2所述的蜂窝无线通信系统，其中，所述层级小区结构包括：
第一小区，其位于上位层级中；
第二小区，其与所述第一小区相邻，该第二小区覆盖包括建筑物的出入口在内的室内区域，该建筑物位于由所述第一小区覆盖的区域内；以及
第三小区，其与所述第一小区及所述第二小区相邻，该第三小区覆盖除所述建筑物的所述出入口之外的所述室内区域，
其中，从控制所述第三小区的基站发送的所述控制信息包含关于所述第二小区的信息，而不包含关于所述第一小区的信息。
4、根据权利要求1到3中的任意一项所述的蜂窝无线通信系统，其中，
所述蜂窝无线通信系统是DS-CDMA蜂窝无线通信系统，并且
所述控制信息是由控制相邻小区的基站所使用的扩频码。
5、一种包括多个基站的蜂窝无线通信系统中的切换方法，该切换方法包括以下步骤：
从基站向移动台发送关于有限小区的控制信息，该有限小区的数量小于相邻小区的总数；
由移动台基于所述控制信息来测量所述有限小区的信号质量；以及
基于所述移动台的测量结果来从所述有限小区中确定所述移动台的切换目的地小区。
6、根据权利要求5所述的切换方法，其中，
所述蜂窝无线通信系统具有层级小区结构，在该层级小区结构中按照层级方式来对分别由所述多个基站控制的小区进行布置，而且
将从所述多个基站中的至少一些基站发送的所述控制信息限制为涉及控制如下小区的基站，即与发送方基站所控制的小区属于同一层级的小区。
7、根据权利要求5和6中的任意一项所述的切换方法，其中，
所述蜂窝无线通信系统是DS-CDMA蜂窝无线通信系统，并且
所述控制信息是由控制相邻小区的基站所使用的扩频码。
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