CN104641687A - 多重网络无线通信系统 - Google Patents

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CN104641687A CN201380042369.2A CN201380042369A CN104641687A CN 104641687 A CN104641687 A CN 104641687A CN 201380042369 A CN201380042369 A CN 201380042369A CN 104641687 A CN104641687 A CN 104641687A
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本杰明·张
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Abstract

所要求保护的主题内容的实施例提供一种用于无线通信系统的多重网络。所述无线通信系统的一个实施例包括多个基站以及可通信地耦合到所述基站的一个或多个无线网络控制器。所述基站可以被配置来在一定地理区域内提供无线连接性，从而使得该地理区域中的用户设备与所述多个基站当中的至少两个基站保持基本上连续的呼叫连接。无线网络控制器可以被配置来从所述多个基站当中选择用于用户设备的活动基站集合。无线网络控制器还可以被配置来从所述活动集合当中选择可配置数目的多个基站，以与用户设备保持基本上连续的呼叫连接。所述可配置数目是至少两个。

Description

多重网络无线通信系统
技术领域
本申请总体上涉及通信系统，并且，更具体来说涉及无线通信系统。
背景技术
无线通信系统通常部署许多基站(或者其他类型的无线接入点)以用于为移动单元(或者其他类型的用户设备)提供无线连接性。每一个基站负责为位于由该基站服务的特定小区或扇区中的移动单元提供无线连接性。通常来说，例如当移动单元的用户想要发起语音或数据呼叫时，移动单元发起与一个基站的无线通信。或者网络可以发起与移动单元的无线通信链路。例如在传统的分层无线通信中，服务器将去往目标移动单元的语音和/或数据传送到例如无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)之类的中央单元。RNC随后可以通过一个或多个基站向目标移动单元传送寻呼消息。目标移动单元可以响应于接收到来自无线通信系统的寻呼而建立去到其中一个或多个基站的无线链路。RNC内的无线资源管理功能接收所述语音和/或数据，并且协调由所述基站集合使用来向目标移动单元传送所述信息的无线和时间资源。
在某些情况下，用户设备可以与多于一个基站进行通信。举例来说，当移动单元处于网络中的基站之间的切换过程中时，例如在先接后断切换(make-before-break handover)期间，移动单元可以与多个基站进行通信。先接后断切换包括软切换和“更软”切换。在软切换期间，移动单元同时连接到与一个或多个基站相关联的两个或更多小区扇区。当在切换中所涉及的各个小区扇区与单一基站相关联时，软切换可以被称作“更软”切换。在经由活动地支持处于软切换中的呼叫的每一个小区扇区的上行链路上接收相同的比特流。因此(多个)相关联的基站可以将所述比特流的各份拷贝发送回到RNC，其可以检查各个比特流的质量并且选择具有最高质量的比特流。
移动单元的切换可以通过由于信号衰落导致的上行链路或下行链路信号强度的变化而触发。举例来说，在移动单元处接收自基站的下行链路信号或者从移动单元传送到基站的上行链路信号的强度可能会响应于移动单元的位置或速度的改变、环境条件的改变等等而发生变化或“衰落”。存在三种主要类型的衰落：慢衰落(或阴影)衰落，快(或Rayleigh)衰落，以及Doppler衰落。当移动单元与基站之间的视线受到例如人造建筑物之类的障碍物或者例如山峰之类的地理特征的阻挡或遮挡时，会发生慢衰落。当通过空中接口传送的信号在移动单元和基站的环境中的各种建筑物处发生反射时，会发生快衰落。快衰落导致所传送的信号行经来源与接收器之间的多条路径，从而导致所传送的信号被多次接收到。所接收到的信号的不同实例于是可能彼此异相，从而使其在接收器处发生相长或相消干扰。Doppler衰落导致所传送的信号的频率随着移动单元靠近基站而提高，并且随着移动单元远离基站而降低。
发明内容
所公开的主题内容是针对解决前面所阐述的其中一个或多个问题的影响。后面给出了所公开的主题内容的简化概要，以便提供关于所公开的主题内容的一些方面的基本理解。本概要不是所公开的主题内容的穷举性总览。其并不意图标识出所公开的主题内容的关键或至关重要的元素或者限定所公开的主题内容的范围。其唯一目的是以简化形式给出一些概念，以作为后面讨论的更加详细的描述的前导。
在一个实施例中，提供一种多重网络无线通信系统。无线通信系统的一个实施例包括多个基站以及可通信地耦合到所述基站的一个或多个无线网络控制器。所述基站可以被配置来在一定地理区域内提供无线连接性，从而使得该地理区域中的用户设备与所述多个基站当中的至少两个基站保持基本上连续的呼叫连接。无线网络控制器可以被配置来从所述多个基站当中选择用于所述用户设备的活动基站集合。无线网络控制器还可以被配置来从所述活动集合当中选择可配置数目的多个基站，以与所述用户设备保持基本上连续的呼叫连接。所述可配置数目是至少两个。
在另一个实施例中，提供了可以在多重网络无线通信系统中使用的用户设备。用户设备的一个实施例可以被配置来在由多个基站服务的一个地理区域内与可配置数目的基站保持基本上连续的呼叫连接。所述可配置数目的基站是从活动基站集合当中选择的，并且所述活动基站集合是从所述多个基站当中选择的。所述可配置数目是至少两个。
在另一个实施例中，提供一种可以在多重网络无线通信系统中使用的无线网络控制器。无线网络控制器的一个实施例可以被配置来可通信地耦合到在一定地理区域内提供无线连接性的多个基站，从而使得该地理区域中的用户设备与所述多个基站当中的至少两个基站保持基本上连续的呼叫连接。无线网络控制器可以被配置来从所述多个基站当中选择用于所述用户设备的活动基站集合，并且从所述活动集合当中选择可配置数目的多个基站以与所述用户设备保持基本上连续的呼叫连接。所述可配置数目是至少两个。
在另一个实施例中，提供一种可以在多重网络无线通信系统中使用的基站。所述基站的一个实施例可以被部署为在一定地理区域内提供无线连接性的多个基站的其中之一，从而使得该地理区域中的用户设备与所述多个基站当中的至少两个基站保持基本上连续的呼叫连接。所述基站可以被配置来可通信地耦合到无线网络控制器，所述无线网络控制器可通信地耦合到所述多个基站。无线网络控制器可以被配置来从所述多个基站当中选择用于用户设备的活动基站集合，并且从所述活动集合当中选择可配置数目的多个基站以与所述用户设备保持基本上连续的呼叫连接。所述可配置数目是至少两个。
附图说明
参照后面结合附图进行的描述可以理解所公开的主题内容，其中相同的附图标记标识相同的单元，并且在附图中：
图1在概念上示出了多重网络无线通信系统的第一示例性实施例；
图2在概念上示出了多重网络无线通信系统的第二示例性实施例；
图3在概念上示出了用于确定与用户设备相关联的活动基站集合的方法的一个示例性实施例；
图4A和4B描绘出两种示例性情况中的连接码比特到活动集合当中的基站的映射的变化；
图5在概念上示出了用于选择多重基站集合以与用户设备形成并发呼叫连接的方法的一个示例性实施例；
图6A和6B描绘出慢或快衰落期间的连接码比特的值的变化；
图7在概念上示出了与不同基站和用于用户设备的活动集合相关联的信号强度的曲线图；
图8在概念上示出了被用来模拟多重网络无线通信系统的性能的Markov链状态图；
图9在概念上示出了对应于利用多重网络无线通信系统的不同实施例，比如图8中所描绘的实施例，进行的模拟的T检验分布；
图10A、10B、10C和10D在概念上示出了被用来模拟多重网络无线通信系统中的无线通信的不同模型场景；以及
图11A-H示出了对应于具有不同嵌套层级、不同用户设备数目以及不同持续时间的系统的掉话结果。
虽然所公开的主题内容可以有多种修改和替换形式，但是在附图中通过举例的方式示出了其具体实施例并且在这里做了详细描述。但是应当理解的是，这里对于具体实施例的描述不意图把所公开的主题内容限制到所公开的具体形式，相反意图涵盖落在所附权利要求书的范围内的所有修改、等效方案和替换方案。
具体实施方式
后面将描述说明性实施例。为了清楚起见，在本说明书中并没有描述实际实现方式的所有特征。当然应当认识到，在开发任何此类实际实施例的过程中，应当做出许多特定于实现方式的决定以实现开发者的特定目标，比如符合对于不同的实现方式将有所不同的系统相关和业务相关的约束。此外还将认识到，这样的开发努力可能较为复杂并且耗时，但是对于受益于本公开内容的本领域技术人员仍将只是例行的工作。前面的描述和附图仅仅是说明所要求保护的主题内容的原理。因此应当认识到，本领域技术人员可以能够设想到多种安排，其虽然没有在这里被明确地描述或示出，但是所述安排具体实现了这里所描述的原理并且可以被包括在所要求保护的主题内容的范围内。此外，这里所引述的所有实例主要意图是用于教育目的，以便帮助读者理解所要求保护的主题内容的原理和(多位)发明人对于推进本领域所贡献的概念，并且应当被解释成不受限于这样的具体引述的实例和条件。
将参照附图来描述所公开的主题内容。在附图中示意性地描绘出各种结构、系统和设备仅仅是出于解释的目的，并且是为了防止以本领域技术人员所熟知的细节模糊描述。但是仍然包括附图以便描述和解释所公开的主题内容的说明性实例。这里所使用的词语和短语应当被理解并且解释成具有与相关领域内的技术人员对于这些词语和短语的理解相一致的含义。在这里对于术语或短语的一致使用不意图表示所述术语或短语的特殊定义，也就是说不意图表示与本领域技术人员所理解的普通和惯常含义不同的定义。如果术语或短语意图具有特殊含义，也就是不同于本领域技术人员所理解的含义，则在说明书中以定义性方式明确地阐述这样的特殊定义，从而直接并且明确无误地提供对应于所述术语或短语的特殊定义。此外，除非另行表明(例如“或者另外的情况是”或者“或者替换的是”)，否则这里所使用的术语“或者”指的是非排他性的“或者”。此外，这里所描述的各个实施例不一定是互相排斥的，这是因为可以将一些实施例与一个或多个其他实施例相组合以形成新的实施例。
无线通信系统会掉落相当大百分比的呼叫。掉话常常是由于在移动单元与服务于移动单元的基站之间出现障碍物而发生的慢衰落所导致的。根据一项估计，无线网络中的全部呼叫的2％会被掉落。其他估计将某些情况下或者对应于某些提供商的掉话率置为4.5％。掉话会招致巨大的财务成本。举例来说，服务提供商每年投资数十亿美元来改进其无线网络的质量，这至少部分地是为了减少掉话的数目，这是因为掉话可能会导致用户不满和订户流失。掉话还会招致巨大的社会成本。例如在2011年，据估计蜂窝电话在世界范围内被用来在19000000件紧急情况中求助。这些紧急呼叫当中的大约531000个被掉落。在附录I中可以找到关于掉话的社会和经济成本的附加讨论。
通过实施多重网络无线通信系统(manifold network wirelesscommunication system)可以降低掉话率。这里所使用的短语“多重网络无线通信系统”将被理解成指代提供重叠覆盖区域的基站网络，从而使得多重网络无线通信系统中的用户设备在每一个呼叫持续期间与多个基站基本上连续地通信。按照这种方式部署基站可以被称作提供“无处不在的宏分集(ubiquitous macrodiversity)”，这是因为多个基站在所述地理区域内的每一个位置处提供宏分集信号。这里所使用的术语“宏分集”将被理解成指代使用多个传送器或接收器天线沿着从传送器到接收器的不同路径传输相同信号的各份拷贝。宏分集传送器天线之间的距离大于所传送的信号的波长，这与包括分隔距离小于所传送的信号的波长或者与之近似的多个天线的微分集传送器不同。
多重网络无线通信系统中的基站可以在对应于基站与移动单元之间所传送的信号的信号强度指标的基础上与不同的移动单元相关联。示例性的信号强度指标包括：指示在每一个基站处接收自由该基站服务的各个移动单元的信号的总强度的接收信号强度指标，移动单元在由基站传输的导频信道中接收到的码片能量(Ec，chipenergy)与移动单元所测量的总宽带噪声(I0)的比值，或者由移动单元确定的传输信号强度指标。移动经过多重网络无线通信系统的用户设备与多于一个基站保持基本上连续的通信会话。在一个实施例中，可以在用户设备与系统之间协商与用户设备保持联系的基站的数目或标识。在一个实施例中，可以通过定义对应于无线通信系统的嵌套层级来设定为系统内的各个区段提供重叠覆盖的基站的数目。嵌套层级指示能够为系统内的特定位置处的用户设备提供无线连接性的基站的数目。
可以通过由用户设备和系统存储的比特的值来标识保持与用户设备通信的基站的标识。这些比特可以被称作连接码。每一个比特可以与不同的基站相关联，并且比特与基站的关联可以随着用户设备移动经过系统来协商和修改。所述比特随后可以被用来用信号通知服务基站中的改变，例如当所述服务基站中的一个或多个服务基站检测到慢衰落时。通过使用协商比特而不是完整基站标识显著减少了标识服务基站或者在不同服务基站之间进行切换所需的开销。在一个实施例中，利用信号强度指标来选择与用户设备保持通信的基站，所述信号强度指标比如有Ec/I0比值、接收信号强度指标(RSSI，received signal strength indicator)或者发送信号强度指标(TSSI，transmitted signal strength indicator)。在一些实施例中，可以使用标准化空中接口度量来计量信道质量，比如频内度量、频间度量、无线接入技术间度量、业务量、质量、内部用户设备度量或者用户设备定位度量。
图1在概念上示出了多重网络无线通信系统100的第一示例性实施例。在所示出的实施例中，基站105被配置并且部署来为重叠地理区域或小区110提供无线连接性。为了清楚起见，小区110被描绘成具有半径115的圆形，其半径可以由相应的基站105所发送的导频信号强度决定。但是受益于本公开内容的本领域技术人员应当认识到，例如由于建筑物的存在、地理特征、天线设计、射频传播效应、射频设置等等，实际基站的覆盖区域可能不同于理想化的圆形形状。此外，地理区域110的边界可以是时变的，例如其可以响应于发送功率、地势、人为环境、环境条件等等的变化而改变。此外，一些基站105可以被配置来在小区110的某些部分，比如小区110的各个单独扇区中提供无线连接性。这里所使用的术语“小区”应被理解成指代由基站覆盖的任何地理区域。受益于本公开内容的本领域技术人员还应当认识到，这里所使用的术语“基站”指代被用来支持无线连接性的任何物理设备，因此术语“基站”还可以指代例如基站路由器、接入点、无线路由器、毫微微小区等设备。
各个小区110存在重叠，从而使得多于一个小区110可以为用户设备120提供无线连接性。在所示出的实施例中，小区110的重叠允许四个基站105为用户设备120提供无线连接性，从而使得用户设备120可以潜在地与四个基站105形成呼叫连接。因此可以在用户设备120与具有去到用户设备120的呼叫连接的各个基站105之间同时或并发地传送控制或数据信息。能够为系统100内的特定位置处的用户设备120提供无线连接性的基站110的数目可以被称作系统100的“嵌套层级”。在各个实施例中，系统100的嵌套层级可以从一(例如传统的系统)变化到更高嵌套层级，并且还可以随着在系统100中所处的位置而变化。举例来说，一个位置处的嵌套层级可以是n＝3，从而有三个基站110能够为该位置提供无线连接性，并且系统100中的某一不同位置处的嵌套层级可以是n＝4，从而有四个基站110可以提供无线连接性。
在一个实施例中，重叠小区110的模式可以在延伸超出图1中所描绘的区段的范围的地理区域内重复。可以遍及该地理区域部署基站，以便以可配置或所选择的嵌套层级提供覆盖，从而遍及所述地理区域提供无处不在的宏分集。用户设备120移动经过所述地理区域的同时，用户设备120可以与多个基站110基本上连续地联系。这里所使用的术语“基本上连续”意味着在正常条件下，用户设备120可以从提供无处不在的宏分集的地理区域内的任何位置与多个基站110建立呼叫连接。但是受益于本公开内容的本领域技术人员应当认识到，例如衰落之类的情况可能使得在某一时间段内难以或者不可能与一个或多个基站110建立呼叫连接，所述时间段相对于呼叫的持续时间通常较短，但是在某些情况下衰落也可能会持续相当大的部分或者整个呼叫。
用户设备120可以与基站110的一个活动集合相关联。在所示出的实施例中，无线网络控制器125物理地、电磁地或者可通信地耦合到基站110。无线网络控制器125可以从部署在无线系统100中的基站当中选择用于用户设备120的活动基站集合。举例来说，无线网络控制器可以把由四个基站110(1-4)构成的一个集合与用户设备120相关联。对于活动基站集合的选择可以基于各项空中接口上所传送的信号的度量来实施，例如信号强度度量，信道质量信息，信道状态信息等等。无线网络控制器125还可以把活动集合当中的基站110与存储在RNC 125中的连接码中的比特相关联。举例来说，如果活动集合可以包括最多四个基站，则所述连接码可以包括四个比特，并且基站110(1-4)当中的各个基站可以与其中一个比特相关联。
无线网络控制器125还可以从所述活动集合当中选择基站110的一个子集以用于与用户设备120通信。在一个实施例中，无线网络控制器125可以被配置来从活动集合当中选择两个基站110，从而使得可以在用户设备120与两个所选基站110之间形成呼叫连接。但是在替换实施例中，无线网络控制器125可以被配置来选择某一其他可配置数目(大于或等于两个)的基站110，以与用户设备120形成呼叫连接。可以基于由用户设备120或基站110实施的信号强度测量从活动集合当中选择基站110，所述信号强度测量比如为比值Ec/I0、接收信号强度指标(RSSI)或者发送信号强度指标(TSSI)的测量。RSSI是关于存在于所接收到的无线信号中的功率的测量。RSSI测量可以在IF放大器之前的中频(IF，intermediate frequency)级中进行，并且通常由基站110每100ms实施。在零IF系统中，RSSI测量可以在基带放大器之前的基带信号链中实施。RSSI测量对应于接收自基站110所服务的所有用户设备120的信号的信号强度，并且因此可以提供关于基站110的负载的指示。发送信号强度指标(TSSI)电路提供关于发送器输出功率的指示。比值Ec/I0是由移动设备测量的关于信噪比的度量，其表明基站信号质量。连接码中的比特的值可以被用来指示哪些基站110被选择用于与用户设备120进行通信，正如这里所讨论的那样。
图2在概念上示出了多重网络无线通信系统200的第二示例性实施例。在第二示例性实施例中，基站(为了清楚起见在图2中未示出)被配置和布署来为重叠小区205提供无线连接性。正如这里所讨论的那样，小区205被描绘成圆形，但是受益于本公开内容的本领域技术人员应当认识到，例如由于建筑物的存在、地理特征、天线设计、射频传播效应、射频设置等等，实际基站的覆盖区域可能不同于理想化的圆形形状。此外，例如响应于发送功率、地势、人为环境、环境条件等等的变化，小区205的边界可以是时变的。各个小区205存在重叠，从而使得多于一个小区205可以为用户设备210提供无线连接性。在所示出的实施例中，小区205的重叠允许五个基站为用户设备210提供无线连接性。因此可以在用户设备210与具有去到用户设备210的呼叫连接的各个基站之间同时或并发地传送控制或数据信息。
第二示例性实施例与图1中所示的第一示例性实施例的不同之处在于，小区205(1)是其边界涵盖小区205(2-5)的边界的覆盖小区(overlying cell)。受益于本公开内容的本领域技术人员应当认识到，小区205的边界的实际部署可以是时变的，并且可以不被精确地定义，因此小区205(2-5)的某些部分可能会延伸到小区205(1)的边界之外。无论如何，当小区205(2-5)的大部分区域，例如小区205(2-5)的接收到来自相应基站的最强导频信号强度或者其导频信号强度高于一定阈值的部分，处在覆盖小区205(1)的边界之内时，覆盖小区205(1)基本上涵盖小区205(2-5)。正如这里所讨论的那样，重叠小区205的模式可以在延伸超出图2中所描绘的区段的范围的地理区域内重复。可以遍及该地理区域部署基站，以便以可配置或所选择的嵌套层级提供无处不在的宏分集。
在一个实施例中，可以为覆盖小区205(1)分配低于小区205(2-5)的优先权。无线网络控制器215随后可以维护覆盖小区205(1)的标识和小区205(1-5)的相对优先权的记录。正如这里所讨论的那样，无线网络控制器215还可以包括能够被配置来实施以下操作的功能：向用于用户设备210的活动集合添加或者从中去除小区205，将活动集合中的小区205与连接码关联，从活动集合当中选择哪些小区可以与用户设备210建立呼叫连接，设置连接码中的比特的值以指示已从活动集合当中被选择来与用户设备210建立呼叫连接的小区，或者解除设置连接码中的比特的值以指示小区已从与用户设备210具有呼叫连接的集合当中去除。在一个实施例中，无线网络控制器215可以基于小区205的相对优先权实施这些操作当中的一项或更多项。举例来说，无线网络控制器215可以优选从更高优先权基站205(2-5)当中选择所述活动集合，而不管小区205(2-5)和覆盖小区205(1)的相对信号强度如何。但是如果没有足够的更高优先权基站205(2-5)可用于所述活动集合，这例如是因为其信号强度高到足以支持与用户设备210的呼叫连接的基站205(2-5)的数目不足够，则无线网络控制器215可以将覆盖基站205(1)添加到所述活动集合中，从而使其可用于与用户设备210建立呼叫连接。
图3在概念上示出了用于确定与用户设备相关联的活动基站集合的方法300的一个示例性实施例。在一个实施例中，方法300可以被实施在无线网络控制器中，比如图1-2中所示的无线网络控制器125、215。但是在替换实施例中，方法300的某些部分可以被实施在多重网络无线通信系统中的其他实体中。可以监测与基站相关联的信号强度(在305处)。在一个实施例中，基站可以监测接收信号强度以确定RSSI值，并且用户设备可以监测Ec/I0比值以确定该用户设备所得到的基站信号质量。这一信息可以被传达到无线网络控制器，其可以使用该信息来确定(在310处)是否应当修改与用户设备相关联的活动集合。
在一个实施例中，当与一个或多个候选基站相关联的信号强度超出“添加阈值”持续选定的一段时间(例如触发时间)时，或者当与活动集合当中的一个或多个基站相关联的信号强度落到“删除阈值”以下持续时间超过某可配置值时，无线网络控制器可以决定(在310处)更新所述活动集合。举例来说，如果与某一基站相关联的信号强度超出添加阈值持续选定的一段时间，则可以将该基站添加(在315处)到活动集合中。对于另一个实例，如果某一基站进入衰落持续时间超过选定时间间隔时，则可以从活动集合当中去除(在315处)该基站。通过把添加阈值设定在高于删除阈值的水平可以提供滞后。所述滞后可以帮助防止或减少在从活动集合当中快速添加或去除基站时所可能发生的翻转(flip-flopping)。还可以在将基站添加到活动集合中使得活动集合大于基站的可配置最大数目时更新(在310处)所述活动集合。举例来说，用户设备可以支持最多六个基站的活动集合列表。
有限数目的连接码比特可用于标识用户设备的活动集合当中的基站。在一个实施例中，对应于无处不在的宏分集的嵌套层级是4，因此四个连接码比特可用于标识四个基站为用户设备的活动集合的一部分。因此可以响应于活动集合当中的基站的改变来重新协商或修改(在320处)连接码比特到活动集合当中的基站的映射。在一个实施例中，用户设备和无线网络控制器存储连接码比特的值。举例来说，用户设备存储指示该用户设备的活动集合当中的基站的连接码比特的值。无线网络控制器可以包括与该无线网络控制器所服务的基站或用户设备相关联的连接码比特的数据库。用户设备和无线网络控制器还可以包括指示连接码比特到活动集合当中的基站的映射的信息。
图4A和4B描绘出两种示例性情况中的连接码比特到活动集合当中的基站的映射的变化。在两种情况中，用户设备的活动集合都初始地包括基站#12、#10、#15和#08。连接码的比特0初始地被分配给基站#12，比特1初始地被分配给基站#10，比特2初始地被分配给基站#15，并且比特3初始地被分配给基站#08。在一个实施例中，可以通过基站标识、序列号或者在无线通信系统中唯一地标识基站的其他数字来标识基站。
图4A示出了当与基站#10相关联的信号强度落到删除阈值以下持续时间超过可配置的值，并且与新的基站#03相关联的信号强度高于添加阈值持续时间超过触发时间时所发生的对所述映射的更新。然后对于该用户设备，可以从活动集合中去除基站#10，并且将基站#03添加到该活动集合中。随后可以修改或更新对应于用户设备的连接码，从而使得连接码的比特0被分配给基站#12，比特1被分配给基站#03，比特2被分配给基站#15，并且比特3被分配给基站#08。
图4B示出了当与基站#10相关联的信号强度落到删除阈值以下持续时间超过可配置的值，并且没有新的基站具有强到足以被添加到活动列表中的信号强度时所发生的针对所述映射的更新。可以从用于该用户设备的活动集合中去除基站#10。可以修改或更新对应于用户设备的连接码，从而使得连接代码的比特0被分配给基站#12，比特1不被分配给基站，比特2被分配给基站#15，并且比特3被分配给基站#08。如果与另一个基站相关联的信号强度后来升高到添加阈值以上持续时间超过触发时间，则可以将所述另一个基站分配到比特1。
在一个实施例中，活动集合当中的基站还可以与丢弃集合相关联。丢弃集合是一个基站集合，所述基站当前是活动集合的成员，但是由于其信号强度不再满足对应于信号强度质量的阈值(例如Ec/I0、RSSI或TSSI)因此可能会被删除。举例来说，如果与某一基站相关联的信号强度落到删除阈值以下，则激活删除定时器，并且将该基站置于丢弃集合中。如果所述基站的信号强度回升到删除水平以上，则可以重置删除定时器，并且可以从丢弃集合中去除该基站。但是如果所述基站的信号强度水平保持低于删除阈值并且删除定时器到期，则可以从活动集合中删除该基站。
候选集合可以包括可以是活动集合的潜在新成员的相邻基站。可以通过代表信号强度的质量指标(例如Ec/I0、RSSI或TSSI)或者利用其他标准来确定候选集合中的成员。随着用户设备在网络中各处移动，可以把具有强到足以服务于呼叫的信号强度的基站置于候选集合中，从而随后可以将其添加到活动集合中。
图5在概念上示出了用于选择包括可以与用户设备形成并发呼叫连接的多重基站集合(manifold set of base stations)的多重网络的方法500的一个示例性实施例。所述多重基站集合可以从与用户设备相关联的活动集合当中选择。在所示出的实施例中，对于用户设备的活动集合中的基站监测(在505处)基站信号强度。在一个实施例中，用户设备可以监测(在505处)Ec/I0比值以确定基站信号强度。用户设备可以与由一个或多个基站对于RSSI值实施的测量同时监测(在505处)Ec/I0比值。网络可以使用(多个)RSSI值作为关于相应基站上的上行链路负载的度量。用户设备还可以测量(在505处)基站传送信号强度或相应的TSSI值。可以以各种组合使用Ec/I0比值、RSSI或TSSI，以提供关于基站信号质量的指示。举例来说，用户设备或(多个)基站可以将Ec/I0比值、RSSI或TSSI传达到无线网络控制器，其可以使用所述信息来确定(在510处)是否应当修改与用户设备相关联的多重集合。
在一个实施例中，无线网络控制器可以基于与活动集合当中的一个或多个基站相关联的信号强度的比较决定(在510处)更新多重集合。举例来说，最初第一和第二基站处于多重集合当中，并且已经与用户设备建立呼叫连接。第一和第二基站在活动集合中的各个基站当中具有最高信号强度。但是如果与第三基站相关联的信号强度变得大于与第一或第二基站相关联的信号强度持续时间超过选定时间间隔，则可以将第三基站添加(在515处)到多重集合中，并且可以从多重集合中去除(在515处)第一或第二基站。举例来说，各个基站的相对信号强度可能会由于第三基站的信号强度的增大或者第一或第二基站的信号强度的减小或者二者的组合而改变。无线网络控制器随后可以改变连接码比特的值(在520处)以指示对于多重集合的修改。举例来说，无线网络控制器可以将连接码比特的值设定(在520处)到1，以将相应的基站添加到多重集合中。对于另一个实例，无线网络控制器可以通过将其值改变到0来“解除设定”(在520处)连接码比特的值，以从多重集合中去除相应的基站。基站和用户设备随后可以基于在修改后的连接码比特中指示的信息来建立或拆除呼叫连接(在525处)。
图6A和6B描绘出快或慢衰落期间的连接码比特的值的改变。在两种情况中，用户设备的活动集合都初始地包括四个基站，并且多重集合都包括最多两个基站。连接码的比特0初始地被设定到0以指示该基站不处在多重集合中，比特1初始地被设定到1以指示该基站处在多重集合中，比特2初始地被设定到1以指示该基站处在多重集合中，并且比特3初始地被设定到0以指示该基站不处在多重集合中。
图6A示出了当与比特#3相关联的基站进入慢衰落时所发生的针对连接比特值的更新。在该例中，该基站保持在多重集合中。用户设备仍然可以通过现有的呼叫连接与多重集合中的另一个基站通信，因此在慢衰落期间不会掉话。当基站脱离衰落时，用户设备可以通过现有的呼叫连接与多重集合当中的两个基站均通信。
图6B示出了当与比特#3相关联的基站进入快衰落时所发生的针对连接比特值的更新。在该例中，一旦衰落超出规定时间间隔就把基站从多重集合中去除，并且把与比特#4相关联的基站添加到多重集合中。举例来说，无线网络控制器可以为用户设备改变连接码比特到基站的映射。无线网络控制器随后可以与用户设备和相关基站通信，以用信号通知该新的映射，从而使得用户设备和基站理解连接码比特到不同基站的新的映射。用户设备删除去到基站#3的呼叫连接，并且建立去到基站#4的呼叫连接。用户设备随后可以与修改后的多重集合当中的两个基站均通信。
图7在概念上示出了与用于用户设备的活动集合当中的不同基站相关联的信号强度的曲线图700。在所示出的实施例中，垂直轴表示信号强度，并且水平轴表示递增的时间。所述信号强度可以表示导频信号码片能量与干扰的比值(Ec/I0)、发送信号强度或者可以利用Ec/I0和发送信号强度指标的组合形成的另一信号强度指标。最初，在曲线图700的最左侧，用于用户设备的多重集合包括与信号强度705(1-2)相关联的基站，这是因为这些基站在所述活动基站集合当中具有最大信号强度指标。其中一个基站705(2)进入慢衰落，其所持续的时间间隔710小于对应于触发针对多重集合的修改的阈值时间间隔。因此基站705(2)保持在多重集合中，并且用户设备与多重集合当中的另一个基站705(1)保持呼叫连接。
在所示出的实施例中，基站705(2)随后进入快衰落，其所持续的时间间隔715长于对应于触发针对多重集合的修改的阈值时间间隔，从而触发多重集合的重新协商。基站705(2)被从多重集合中去除，并且此时具有接下来最高的信号强度的基站705(4)被添加到多重集合中。用户设备保持与基站705(1)的呼叫连接、删除与基站705(2)的呼叫连接并且与基站705(4)建立新的呼叫连接，从而用户设备可以保持去到基站705(1,4)的并发通信。
图8在概念上示出了被用来模拟多重网络无线通信系统的性能的Markov链状态图800。在所示出的实施例中，活动集合限于由状态805内的圆圈表示的四个基站。多重集合可以包括最多两个基站，被包括在对应于状态805的多重集合中并且具有与用户设备的呼叫连接的基站由实线圆圈表示。未被包括在对应于状态805的多重集合中的基站由虚线圆圈表示。不同状态805之间的转换由双向箭头表示。
用户设备响应于指示针对用于该用户设备的多重集合的改变的连接码的改变而遍历图示800中的各个状态805。掉话的概率由β表示，建立新呼叫的概率由γ表示，并且在不同小区之间切换呼叫的概率被表示为δ。
在所示出的实施例中，从左到右或者从上到下的转换概率由转换线下方列出的概率表示，并且从右到左或者从下到上的转换概率由转换线上方列出的概率表示。举例来说，从状态805(3)转换到状态805(1)的概率是β，从状态805(1)转换到状态805(3)的概率是γ。对应于切换的可能目标状态由状态805左侧的方框表示。举例来说，用户设备可以以δ的概率从状态805(2)被切换到状态805(3-11)当中的任一个。
图9在概念上示出了对应于利用多重网络无线通信系统的不同实施例，比如图8中所描绘的实施例，进行的模拟的T检验分布900。在所示出的实施例中，T检验学生分布900被用来在统计上表明，关于多重无线系统将具有少于普通无线系统的掉话的虚假设(nullhypothesis)以非常高的置信度被接受。分布900示出了两个关键点905、910。落在关键点905上的T检验统计量的值表明，所述虚假设有95％的可能性被接受，例如生成被用来生成所述T检验统计量的实验数据的多重网络无线通信系统的性能将优于传统的无线通信系统。落在第二关键点910上的T检验统计量的数值表明，所述虚假设有97.5％的可能性被接受，并且多重网络无线系统的性能好于传统的无线系统。
在所示出的实施例中，在嵌套层级覆盖从1到4的20次实验上收集数据。每一个嵌套层级采用20次实验，并且具有50或320个时间间隔的持续时间。对于T检验学生分布900，对应于所示出的实施例的关键点905具有1.833的数值。如果对于所述实验收集到的数据生成近似1.833的检验统计量数值并且因此落在关键点905上，这将表明多重无线系统有95％的概率其性能好于普通无线网络，例如对于所述虚假设的非否定(non-rejection)。仅有5％的概率正常无线网络的性能将好于多重无线系统，例如对于所述虚假设的否定。如果对于所述实验收集到的数据生成对应于第二关键点910(其在所示出的实施例中具有近似2.262的数值)的检验统计量数值，则将有97.5％的概率多重无线系统的性能好于传统的无线系统。
实际上，利用对于这里所描述的多重网络无线通信的实施例所收集到的数据生成的检验统计量的数值是16.0781。所述检验统计量的这一数值显著高于对应于关键点905的数值1.833或者对应于关键点910的数值2.262。因此，对于多重网络无线通信系统的所示出的实施例收集到的实验数据表明，几乎必然多重系统的性能优于传统的无线网络。关于所述模拟和统计分析的附加细节可以在附录II中找到。
图10A、10B、10C和10D在概念上示出了被用来模拟多重网络无线通信系统中的无线通信的不同模型场景1001、1002、1003、1004。模型场景1001、1002、1003和1004的区别在于具有通过不同数目的基站提供的不同嵌套层级。基站为九个城市街区提供无线连接性。各个城市街区被标记为A到I。每一个城市街区被划分成九个区块。举例来说，城市街区A中的区块被标记为A1到A9。此外，基站的覆盖区域为四条街道。所述四条街道被布局成具有两条南北向街道和两条东西向街道的网格。例如由正在步行(或跑步)的行人携带的智能电话或者车载通信设备之类的用户设备可以沿着所述街道移动。
在城市的市中心区域中，高建筑物可能会产生阴影衰落。这些模拟中的每一个城市街区都被分区成九个区域。每一个区块或者是高建筑物，或者是矮建筑物。当在手机与基站之间存在大的遮挡时，会存在阴影衰落。所述模拟将高建筑物或矮建筑物指派给每一个区块。附加的细节可以在附录III中找到。
图11A-H示出了对应于具有不同嵌套层级、不同用户设备数目以及不同持续时间的系统的掉话结果。在图11A-H中描绘的每一个实施例中，所述实验被重复十次。在垂直轴上标示出对应于每一次试验的掉话的数目，并且水平轴表示试验编号，其范围是从1到10以表明对于每一次实验所实施的十次试验。附加的细节可以在附录III中找到。
在图11A中示出了对应于为二百个用户设备终端(UE)提供无线连接性的嵌套层级为1的系统的掉话结果。在所示出的实施例中，持续时间是50次迭代。所述时间段内的平均掉话数目是33.6。掉话的标准差是5.62。最高掉话数值是43，最低是26。嵌套层级为1的系统等效于传统的无线系统。
在图11B中示出了对应于为二百个UE服务的嵌套层级为1的系统的掉话结果。其持续时间是320次迭代。所述时间段内的平均掉话数目是130.7。掉话的标准差是8.13。最高掉话数目是139，最低掉话数目是122。嵌套层级为1的系统等效于传统的无线系统。
在图11C中示出了对应于为二百个UE服务的嵌套层级为2的系统的掉话结果。其持续时间是50次迭代。所述时间段内的平均掉话数目是4.6。掉话的标准差是0.97。最高呼叫掉落数值是6，最低是3。嵌套层级为2的系统使用多重网络无线系统，比如这里所描述的多重网络无线通信系统的实施例。
在图11D中示出了对应于为二百个UE服务的嵌套层级为2的系统的掉话结果。其持续时间是320次迭代。所述时间段内的平均掉话数目是29.0。掉话的标准差是4.24。最高掉话数值是35，最低是21。嵌套层级为2的系统使用多重网络无线系统，比如这里所描述的多重网络无线通信系统的实施例。
在图11E中示出了对应于为二百个UE服务的嵌套层级为3的系统的掉话结果。其持续时间是50次迭代。所述时间段内的平均掉话数目是2.3。掉话的标准差是1.25。最高掉话数值是4，最低是1。嵌套层级为3的系统使用多重网络无线系统，比如这里所描述的多重网络无线通信系统的实施例。
在图11F中示出了对应于为二百个UE服务的嵌套层级为3的系统的掉话结果。其持续时间是320次迭代。所述时间段内的平均掉话数目是17.0。掉话的标准差是3.16。最高掉话数值是22，最低是12。嵌套层级为三的系统使用多重网络无线系统，比如这里所描述的多重网络无线通信系统的实施例。
在图11G中示出了对应于为二百个UE服务的嵌套层级为4的系统的掉话结果。其持续时间是50次迭代。所述时间段内的平均掉话数目是0.4。掉话的标准差是0.51。最高掉话数值是1，最低是0。嵌套层级为4的系统使用多重网络无线系统，比如这里所描述的多重网络无线通信系统的实施例。
在图11H中示出了对应于为二百个UE服务的嵌套层级为4的系统的掉话结果。其持续时间是320次迭代。所述时间段内的平均掉话数目是1.6。掉话的标准差是0.96。最高掉话数值是3，最低是1。嵌套层级为4的系统使用多重网络无线系统，比如这里所描述的多重网络无线通信系统的实施例。
所公开的主题内容的一些部分和相应的详细描述是通过计算机存储器内的软件或算法以及对于数据比特的操作的符号表示而给出的。这些描述和表示是本领域技术人员用以向本领域其他技术人员有效地传达其工作实质的描述和表示。正如其通常被使用的那样，这里所使用的术语“算法”被设想成获得所期望的结果的自相一致的步骤序列。所述步骤是需要对物理量进行物理操纵的那些步骤。通常而非必需的是，这些量采取能够被存储、传输、组合、比较以及按照其他方式被操纵的光学、电或磁信号的形式。主要出于通常使用的原因，已经证明有时把这些信号称作比特、数值、元素、符号、字符、项、数字等等是便利的。
但是应当认识到，所有这些以及类似的术语应当与适当的物理量相关联，并且仅仅是被应用于这些量的便利标签。除非明确地另行声明或者从讨论中可以明显看出，否则例如“处理”、“计算”(computing,calculating)、“确定”或“显示”等术语指的是计算机系统或类似的电子计算设备的动作和处理，其对被表示为所述计算机系统的寄存器和存储器内的物理、电子量的数据进行操纵，并且将其变换成被类似地表示为所述计算机系统存储器或寄存器或者其他此类信息存储、传送或显示设备内的物理量的其他数据。
还应当提到的是，所公开的主题内容的软件实施的方面通常被编码在某种形式的程序存储介质上或者通过某种类型的传输介质来实施。所述程序存储介质可以是磁性(例如软盘或硬盘驱动器)或光学(例如紧致盘只读存储器或“CD ROM”)存储介质，并且可以是只读或随机存取存储介质。类似地，所述传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或者本领域内已知的某种其他适当的传输介质。所公开的主题内容不受任何给定实现方式的这些方面的限制。
前面所公开的具体实施例仅仅是说明性的，这是因为可以按照受益于这里的教导的本领域技术人员所能够想到的不同但等同的方式来修改和实践所公开的主题内容。此外，除了如在所附权利要求书中所描述的那样，不意图对这里给出的构造或设计的细节施加限制。因此可以认识到，可以对前面所公开的具体实施例进行改动或修改，并且所有这样的变型都被视为落在所公开的主题内容的范围之内。因此，这里所寻求的保护在所附权利要求书中做了阐述。

Claims (10)

1.一种无线网络控制器，其可被配置来可通信地耦合到在一定地理区域内提供无线连接性的多个基站，从而使得该地理区域中的用户设备与所述多个基站当中的至少两个基站保持基本上连续的呼叫连接，其中所述无线网络控制器可被配置来从所述多个基站当中选择用于所述用户设备的活动基站集合，并且所述无线网络控制器可被配置来从所述活动集合当中选择可配置数目的多个基站以与所述用户设备保持基本上连续的呼叫连接，其中所述可配置数目是至少两个。
2.权利要求1的无线网络控制器，其中，所述无线网络控制器可被配置来将连接码中的比特与所述活动集合当中的基站相关联，并且响应于所述活动集合当中的基站的改变来修改所述比特与基站的所述关联。
3.权利要求2的无线网络控制器，其中，所述连接码中的比特的值指示所述活动集合当中的哪些基站被选择来与所述用户设备保持基本上连续的呼叫连接。
4.权利要求1的无线网络控制器，其中，所述无线网络控制器可被配置来基于码片能量与干扰的比值、接收信号强度指标或发送信号强度指标当中的至少一项选择所述活动基站集合，并且响应于码片能量与干扰的比值、接收信号强度指标或发送信号强度指标当中的至少一项的改变修改用于所述用户设备的活动集合当中的基站成员。
5.权利要求4的无线网络控制器，其中，所述无线网络控制器可被配置来基于码片能量与干扰的比值、接收信号强度指标或发送信号强度指标当中的至少一项选择所述可配置数目的基站，并且修改连接码中的比特的值以指示所选择的可配置数目的基站。
6.权利要求1的无线网络控制器，其中，所述多个基站包括至少一个覆盖基站，其为基本上涵盖所述多个基站当中的至少一个子集的至少一个覆盖区域提供无线连接性，并且所述无线网络控制器可被配置来对于与所述用户设备相关联的所述活动集合选择所述至少一个覆盖基站以及所述多个基站当中的所述至少一个子集。
7.权利要求6的无线网络控制器，其中，所述至少一个覆盖基站的优先权低于所述多个基站当中的所述至少一个子集的优先权，并且所述无线网络控制器可被配置来优选地从所述活动集合中的所述至少一个基站子集当中选择所述可配置数目的基站，以与所述用户设备保持基本上连续的呼叫连接。
8.权利要求7的无线网络控制器，其中，当来自所述至少一个基站子集的可用于与所述用户设备保持基本上连续的呼叫连接的基站数目少于所述可配置数目时，所述无线网络控制器可被配置来为所述活动集合选择所述至少一个覆盖基站。
9.用户设备，其可被配置来在由多个基站服务的地理区域内与可配置数目的基站保持基本上连续的呼叫连接，其中，所述可配置数目的基站是从活动基站集合当中选择的，并且其中所述活动基站集合是从所述多个基站当中选择的，并且其中所述可配置数目是至少两个。
10.权利要求9的用户设备，其中，所述活动集合当中的基站各自与由所述用户设备存储的连接码中的一个比特相关联，并且其中所述连接码中的比特的值指示所述活动集合当中的哪些基站被选择来与所述用户设备保持基本上连续的呼叫连接。
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