CN1079183C - 基站选择方法和利用导频信道的码分多址式蜂房系统 - Google Patents

Abstract

一种用于码分多址式蜂房系统的基站选择方法。该方法通地过计算各基站处的上行线路干扰功率，可以减小移动站的发送功率，增大用户容量。当从各基站向移动站发送共用信道时，在各基站测量上行线路干扰电平，并在移动站测量从各基站传来的共用信道的共用信道接收电平。然后根据收到的各基站的SIR(信号干扰比)来选择一个待与移动站连接的连接目标基站，其中SIR由移动站所测得的共用信道接收电平和各基站处测得的上行线路干扰电平确定。

Description

基站选择方法和利用 导频信道的码分多址式蜂房系统

本发明涉及一种用于码分多址式蜂房系统的基站选择方法，特别涉及这样的一种基站选择方法：在移动站接收从各基站发送来的导频信道，并根据导频信道的接收电平选择一个基站。

在蜂房系统中，一个业务区由若干的小区(蜂窝)组成，这些小区由若干个基站所覆盖，因此有可能取得减小发射功率，增加用户容量的效果。为了得到这些效果，就需要将移动站连接到最近的基站上。由于移动站和基站是通过无线线路连接的，因此最好根据移动站与各基站间的传播损耗来判断哪一个基站距离移动站最近。

例如，有一种常规的用于蜂房系统的基站选择方法，该系统使用导频信道。这种方法中，在移动站接收从各基站传来的导频信道，并通过比较各不同基站的导频信道(perch channel)接收电平来选择一个最近的基站。换句话说，导频信道接收电平最大的基站被判断为最近的基站。

另外，在通信开始及通信过程中，移动站处测得的导频信道接收电平被传到最近的基站或当前正在移动站通信的基站，根据传送的导频信道接收电平，在最近的基站或当前正与移动站通信的基站上做基站选择。

目前，一种能用于蜂房系统的无线寻址方法是码分多址方法，一种基于CDMA(码分多址)中测量导频信道接收电平的基站选择方法正在考虑之中。

另一方面，在CDMA中，许多用户共同使用同一个频率，因此其他用户的信号就会产生干扰，而接收质量是由接收电平与干扰电平的比值决定的(SIR：信号干扰比)。因此，在CDMA中必须进行发射功率控制，基于接收的SIR的发射功率控制已被提出，目的在于得到一个稳定的接收质量(参见T.Dohi，et al：“非均匀业务分布时的基于SIR的功率控制”，1995第四届IEEE全球个人通信国际会议录，PP334-338，Nov.1995)。

另外，在CDMA中，最好尽可能地减小发射功率，以便尽可能地减小干扰。

但是，当在CDMA中进行基于导频信道接收电平的基站选择时，导频信道接收电平最大的基站将选为要选的基站，这里假定上行线路和下行线路传播损耗相等，但是，不同基站的干扰电平是不相同的，因此当移动站与此方法下选择的基站相连接时，移动站的发射功率未必最小。

于是在CDMA的情况下，用常规的基站选择方法不可能总是选择到最合适的基站，并且根据常规的基站选择方法所做的基站选择可能导致发射功率的增大及用户容量的减小。

因此本发明的目的在于提供一种用于CDMA蜂房系统的基站选择方法。该方法在各基站计算上行线路的干扰电平，由此能够减小移动站的发射功率，增大用户容量。

根据本发明的一个方面，提供了一种在CDMA蜂房系统中的基站选择方法，该蜂房系统由若干个与通信网络相连的基站和至少一个移动站组成。这种方法包括以下步骤：在各基站测量上行线路干扰电平；从每个基站向移动站传送一个导频信道；在移动站测量从各个基站发送来的导频信道的导频信道接收电平；根据收到的各个基站的SIR来选择待与移动站连接的连接目标基站，其中的SIR是由移动站测得的导频信道接收电平和各个基站处测得的上行线路干扰电平决定的。

根据本发明的另一方面，提供了一种具有基站选择功能的CDMA蜂房系统，包括：若干个与通信网络相连接的基站和至少一个移动站。每个基站包括：用于在各基站测量上行线路干扰电平的设备；和用于从各基站发送导频信道的设备。移动站包括：用于测量从各基站发来的导频信道的导频信道接收电平的设备；及用于根据收到的各基站的SIR来选择与移动站连接的连接目标基站的设备，其中SIR由移动站处测得的导频信道接收电平和各基站处所测得的上行线路干扰电平决定。

本发明的其它特征和优点可以从下面的结合附图的说明中明确。

图1是本发明的一个实施中的示范性CDMA蜂房系统的方框图；

图2是本发明的一个实施例中图1所示的CDMA蜂房系统中每个基站的方框图。

图3是本发明的一个实施例中图1所示的CDMA蜂房系统中的移动站的方框图；

图4是根据本发明的第一基站选择方法，在各基站上使用的转换表；

图5是根据本发明的第一基站选择方法做连接目标基站选择的过程示意图；

图6是根据本发明的第二基站选择方法，在一个基站上获得周围基站的上行线路干扰电平的过程示意图；

图7是根据本发明的第二基站选择方法，在一个基站上使用的广播控制信息的示意图；

图8是根据本发明的第三基站选择方法，用于每个基站的对应表格。

图9是根据本发明的第四基站选择方法，用于移动站的转换表格。

图10是根据本发明的第四基站选择方法，用于在一个基站上的导频信道接收电平报告信息的示意图。

下面参照图1到图10，详细说明根据本发明的一个用于CDMA蜂房系统的基站选择方法的实施例。

图1显示的是采用本实施例的基站选择方法的CDMA蜂房系统的示范性结构。在图1所示的CDMA蜂房系统中，与通信网络5相连接的基站1到3正在分别地发送导频信道PERCH1到PERCH3和广播控制信道BCCH1到BCCH3。移动站4测量从基站1到3传送来的导频信道的接收电平然后根据测得的接收电平选择连接目标基站。

基站1到3均有图2所示的结构，包括天线21、天线复用器22、若干个发射器23、24、27a到27n，若干个接收器25、26a到26n及控制单元28。其中，天线21用于向移动站发送无线信号和从移动站接收无线信号；天线复用器22使得天线21既能用于信号的发送也能用于信号的接收；控制单元28控制本基站的每一个单元，进行各种的数据处理，控制与移动站间通信时的信号发送与接收。

发射器23用于发送导频信道，而发射器24用于发送广播控制信号。注意，本实施例中导频信道和广播控制信道是分别提供的，但也可能同时提供。

接收器25用于测量上行线路干扰电平，而接收器26a到26n和发射器27a到27n用于与移动站通信。由接收器26a到26n接收的来自移动站的信号被送到通信网络5，而从通信网络5送来的信号由发射器27a到27n发送到移动站。

控制单元28根据接收器25测得的干扰电平产生一个干扰电平信息，并控制发射器24通过广播控制信道发送干扰电平信息。

移动站4具有如图3所示的结构，包括天线31、天线复用器32、接收器33和34、发射器35、控制单元36、基带处理单元37和手机38、其中天线31用于从基站接收无线信号和向基站发送无线信号；天线复用器32使得天线31既可用于信号的发送又可用于信号的接收；控制单元36用于控制本移动站内的每个单元，并进行多种数据处理。

接收器33用于测量从各基站发送来的导频信道的接收电平，还用于接收由基站发送来的广播控制信道。接收器34从基站接收语音数据，收到的语音数据由基带处理单元27转换成语音信号后送到手机38。再有，从手机38发送的语音信号由基带处理单元37转换成语音数据后由发射器35发送到基站。

控制单元根据接收器33所测得的导频信道接收电平和通过广播控制信道收到的干扰电平信息进行基站选择，同时控制单元为了进行与基站间的通信，还控制发射器35、接收器33和34、基带处理单元37和手机38。

下面将参照图4和图5说明图1所示的根据本发明的CDMA蜂房系统中为移动站4选择连接目标基站的第一方法。

在这个第一方法中，由基站的接收器25测得的上行线路干扰电平根据图4所示的转换表被基站控制单元28转换成干扰电平信息，转换后的干扰电平信息由发射器24发送。例如，如图5中所示，当基站1的干扰电平测量结果为30dBμ，基站2的干扰电平测量结果为50dBμ，基站3的干扰电平测量结果为40dBμ时，从蕨以3发送的干扰电平信息为通过BCCH1的“00110010”，通过BCCH2的“01000110”和通过BCCH3的“00111100”。

移动站4接收这些干扰电平信息，根据这些干扰电平信息修正测得的导频信道接收电平，并根据修正过的导频信道接收电平选择连接目标基站。例如，假定PERCH1的导频信道接收电平为50dBμ，PERCH2的导频信道接收电平为60dBμ，PERCH3的导频信道接收电平为30dBμ，如图5所示。在这种情况下，若不做电平修正就进行基站选择，就会选择具有最大导频信道接收电平的基站2。但是，当移动站4以相同的发射功率向各基站发送信号时，基站1处收到的SIR为(α＋50－30)dBμ，基站2处收到的SIR为(α＋60－50)dBμ，基站3处收到的SIR为(α＋30－40)dBμ，其中α是由移动站4的发射功率所决定的偏移量，这样基站1收到的SIR实际上是最大的。

因此，移动站4的发射功率可以通过将移动站4与基站1连接而不是与基站2连接而减小，但是若不做电平修正就进行基站选择是不能实现这种最优基站选择的。

正是由于这个原因，在第一方法中，在移动站4进行下述的电平修正。

(1)〔PERCH1的修正后的接收电平〕＝〔PERCH1的未修正的接收电平〕-〔基站1的干扰电平〕；

(2)〔PERCH2的修正后的接收电平〕＝〔PERCH2的未修正的接收电平〕-〔基站2的干扰电平〕；

(3)〔PERCH3的修正后的接收电平〕＝〔PERCH3的未修正的接收电平〕-〔基站3的干扰电平〕。

电平修正的结果是，PERCH1的修正后的接收电平变为20dBμ，PERCH2的修正后的接收电平变为10dBμ，PERCH3的修正后的接收电平变为-10dBμ，因此通过选择具有最大的修正后的导频信道接收电平的基站，就有可能选择具有最大的接收SIR的最优基站1。

下面将参考图6和图7来说明图1所示的根据本发明的CDMA蜂房系统中为移动站4选择连接目标基站的第二方法。

在上面说明过的第一方法中，移动站4需要接收由它周围的基站发送的广播控制信道，以便获得周围基站的干扰电平信息，与此相反，在这个第二方法中，每个基站通过图6所示的控制单元28来获取周围基站的干扰电平信息，并将本基站的干扰电平信息联同周围基站的干扰电平信息通过广播控制信道发送出去，该控制单元28是通过一有线或无线控制线路40与诸周围基站的诸控制单元相连接的。因此移动站4仅仅接收最近的一个基站站的广播控制信道就可以获取其周围基站的干扰电平信息。

例如，在这个第二方法中，基站1发送图7所示的广播控制信息，该信息表示的是用于基站1及其周围基站2和3的与各基站的基站ID相对应的各基站干扰电平信息。

在这个第二方法中，根据收到的干扰电平信息而做的电平修正过程及电平修正后的基站选择过程与上面说明的第一方法相同。

下面参照图8来说的图1所示的根据本发明的CDMA蜂房系统中为移动站4选择连接目标基站的第三方法。

在这个第三方法中，移动站4可以不使用干扰电平信息而选择到最优基站。也就是说，在这个第三方法中，基站的控制单元28根据图8所示的对应表格来指定一个与上行线路干扰电平的测量结果相对应的发射器23的导频信道发射功率，其中图8所示的表格以表的形式存于控制单元28的存储器内。因此，每个基站根据各基站处的上行线路干扰电平减小导频信道的发射功率，使得移动站4所测得的导频信道接收电平反映各基站处的干扰电平。

因此，在这个第三方法中，仅仅简单地选择具有最大的导频信道接收电平的基站来作为移动站4的连接目标基站，就可以选择出具有最大接收SIR的最优基站，而无需电平修正。

下面参照图9和图10来说明图1所示的根据本发明的CDMA蜂房中选择连接目标基站的第四方法。

在这个第四方法中，在基站一边执行导频信道接收电平的电平修正。

也就是说，在这个第四方法中，在移动站4处，接收器23所测得的导频信道接收电平根据图9中所示的转换表被控制单元36转换成相应的导频信道接收电平信息，其中转移表存在于移动站4提供的存储器(未表示)中。转换后的共用道接收电平信息由发射器35作为控制信号发送到一个基站。这里，这个基站由移动站4根据测得的共同信道接收电平来选择，选为测得的导频信道接收电平为最大值的基站。例如，在图5所示的情况下，上行线路干扰电平和导频信道接收电平如上所述，移动站4向基站2传送图10所示的导频信道接收电平报告信息，该信息表示的是用于本基站2及周围基站1和3的与各基站ID的相对应的各基站的干扰电平信息。

于是在基站2，根据基站2处所测得的上行线路干扰电平(50dBμ)及基站1和基站3的上行线路干扰电平(30dBμ、40dBμ)来进行从移动站4发来的导频信道接收电平的电平修正，其中基站1和3的干扰电平是通过控制单元28以与图6所表示的方式相同的方式获取的；并选择待与移动站4连接的基站。更具体地，在这个第四方法中以如下的方法作电平修正。

(1)〔PERCH1的修正后的接收电平〕＝〔PERCH1的未修正的接收电平〕-〔基站1的干扰电平〕；

(2)〔PERCH2的修正后的接收电平〕＝〔PERCH2的未修正的接收电平〕-〔基站2的干扰电平〕；

(3)〔PERCH3的修正后的接收电平〕＝〔PERCH3的未修正的接收电平〕-〔基站3的干扰电平〕。

电平修正的结果是，修正后的PERCH1接收电平变为20dBμ，修正后的PERCH2接收电平变为10dBμ，修正后的PERCH3接收电平变为-10dBμ，所以选择具有最大修正后的导频信道接收电平的基站作为连接目标基站，就可以选择到具有最大接收SIR的最优基站，而无需改变导频信道发射功率和通过广播控制信道发送干扰电平信息。

如上面说的那样，根据上述的第一方法，移动站根据各基站的上行线路干扰电平信息修正各基站的导频信道接收电平，并根据修正后的导频信道接收电平来选择基站，所以有可能选择一个最优基站，使得移动站的发射功率最小。因此，可以减小功率消耗，实现更长时间的通信和/或者减小移动站的规模，同时减小系统中的干扰，增加用户容量。

另外，根据上述的第二方法，各基站获取周围基站的上行线路干扰电平并通过广播控制信道发送用于本基站及周围基站的干扰电平信息，同时，移动站根据收到的干扰电平信息修正各基站的导频信道接收电平，并根据修正后的导频信道接收电平来选择基站，因此也有可能选择一个最优基站，使得移动站的发射功率最小。因此，可以减少功率消耗，实现更长时间的通信和/或者减小移动站的规模，同时减小系统中的干扰，增加用户容量。除此之外，移动站仅仅从一个基站接收广播控制信息就足够了，因此还可以减少移动站的处理量。

另外，根据上述的第三方法，各基站测量上行线路干扰电平，根据测得的干扰电平来改变导频信道发射功率，移动能根据改变后的导频信道发射功率所决定的导频信道接收电平来选择基站，因此也有可能选择一个最优基站，使得移动站的发射功率最小。因此，可以减小功率消耗，实现更长时间的通信和/或者减小移动站的规模，同时减小系统中的干扰，增加用户容量。除此之外，各基站无需通过广播控制信道发送干扰电平信息，移动站也无需根据干扰电平进行电平修正处理，因此也有可能减小移动站及基站的处理量。

另外，根据上述的第四方法，各基站测量上行线路干扰电平并获取周围基站的上行线路干扰电平，根据干扰电平修正从移动站发来的导频信道接收电平，再根据修正后的导频信道接电平来选择基站，因此也可以选择一个最优基站，使得移动站的发射功率最小。因此，可以减小功率消耗，实现更长时间的通信和/或者减小移动站的规模，同时减小系统中的干扰，增加用户容量。除此之外，各基站无需改变导频信道发射功率，也无需通过广播控制信道发送干扰电平信息，因此也可以减少基站的处理量。

于是，根据本发明，通地在各基站处计算上行线路干扰电平，根据收到的各基站的SIR，来选择出将与移动站连接的基站，因此，也可以选择一个最优基站，使得移动站的发射功率最小。因此，可以减少功率损耗，实现更长时间的通信和/或者减小移动站的规模，同时减小系统中的干扰，增加用户容量。

提请注意的是，在以上的连接目标基站选择的第1到第3方法的描述中，连接目标基站的选择是在移动站进行的，但是也可以以这样的方式来修改本发明，使得移动台仅根据如上面所描述的本发明的方案来选择候选连接目标基站并且然后向基站通知被选择的候选连接目标基站，使得最终的连接目标基站选择可以在基站一侧做出。这一修改可以应用在连接目标基站的最终选择也依赖于在基站一侧管理的可用空闲通信信道的通信的开始时建立基站与移动站之间的无线电信道。

提请注意的是，在上述的第4方法中，连接目标基站的选择应该在基站一侧做出，从上面的描述看应该是显然的。

提请注意的是，除了上面已经提到的以外，在本发明的诸多新颖和优越的特点范围内，可以对上述的实施例做许多的修改和变化，因此，类似的所有修改和变化都将包括在所附的权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.在由若干个联接到通信网络上的基站和至少一个移动站组成的码分多址式蜂房系统中的一种基站选择方法，包括以下步骤：

在每个基站上测量上行线路干扰电平；

从各基站向移动站发送一个导频信道；

在移动站上测量由各个基站发送的导频信道的导频信道接收电平；及

根据收到的各基站的信号的干扰比选择一个与移动站相连接的连接目标基站，其中信号干扰比由将在各基站测得的上行线路干扰电平计入到在移动站测得的导频信道接收电平而在移动站上测得的导频信道接收电平确定。

2.权利要求1的方法，还包括以下步骤：

从每个基站向移动站发送一个表示各基站处所测得的上行线路干扰电平的广播控制信道；及

根据从各个基站收到的广播控制信道所表示的上行线路干扰电平来修正在移动站处测得的各基站的导频信道接收电平，以便获得各个基站的经过修正后的导频信道接收电平；

其特征在于，选择步骤是根据收到的各基站的信号干扰比来选择连接目标基站，其中信号干扰比由各基站的经过修正后的导频信道接收电平表示。

3.权利要求2的方法，其特征在于修正步骤是在移动站执行的。

4.权利要求1的方法，还包括以下步骤：

在一个基站上获得由周围基站所测得的上行线路干扰电平；

从上述的一个基站向移动站发送表明上述的一个基站和周围的各基站的上行线路干扰电平的广播控制信道；及

根据从上述的一个基站收到的广播控制信道所表示的上行线路干扰电平来修正在移动站处测得的各基站的导频信道接收电平，以便获得各基站的经过修正的导频信道接收电平；

其特征在于，选择步骤是根据收到的各基站的信号干扰比来选择连接目标基站，其中信号干扰比由各个基站的经过修正的导频信道接收电平表示。

5.权利要求4的方法，其特征在于：修正步骤是在移动站执行的。

6.权利要求1的方法，还包括以下步骤：

根据各基站测得的上行线路干扰电平改变由各基站发送的导频信道的导频信道发射功率；

其特征在于，选择步骤是根据收到的各基站的信号干扰比来选择连接目标基站，其中信号干扰比由移动站处所测得的各基站的导频信道接收电平表示，该电平反映由各基站测得的上行线路干扰电平。

7.权利要求1的方法，还包括以下步骤：

从移动站向一个基站传送由移动站所测得的各基站的导频信道接收电平；

在上述的一个基站获得周围基站所测得的上行线路干扰电平；

根据上述的一个基站及周围基站的上行线路干扰电平修正从移动站传来的各基站的导频信道接收电平，以便获得各基站经过修正的导频信道接收电平；

其特征在于，选择步骤是根据收到的各基站的信号干扰比来选择连接目标基站，其中信号干扰比是由各基站经过修正的导频信道接收电平表示的。

8.权利要求7的方法，其特征在于修正步骤是由上述的一个基站为完成的。

9.权利要求7的方法，其特征在于上述的一个基站是上述诸基站中的一个，它根据由移动站测得的每个基站的导频信道接收电平来由移动台选择。

10.权利要求7的方法，其特征在于：上述的一个基站是多个上述基站之一，它由移动台测得的导频信道接收电平是最大的。

11.一个具有基站选择功能的码分多址式蜂房系统，包括：

若干个与通信网络相连的基站，每个基站包括：

用于在各基站测量上行线路干扰电平的上行线路干扰电平测量设备；及

用于从各基站发送导频信道的发射设备，该发射设备与上行线路干扰电平测量设备相连接；

至少一个移动站，包括：

用于接收从各基站发送的导频信道的接收设备；和

用于测量从各基站发送来的和由接收设备接收的导频信道的导频信道接收电平的与接收设备相连接的导频信道接收电平测量设备；及

用于根据收到的各基站的信号干扰比来选择待与移动站连接的连接目标基站的设备，其中信号干扰比由将在各基站测得的上行线路干扰电平计入到在移动站测得的导频信道接收电平而在移动站处测得的导频信道接收电平确定。

12.权利要求11的系统，其中：

各基站的发射设备还从各基站向移动站发送表示各基站处所测得的上行线路干扰电平的广播控制信道；并且

该系统还包括：

用于根据从各基站收到的广播控制信道所表示的上行线路干扰电平来修正移动站所测得的各基站的导频信道接收电平，以便获得各基站的经过修正的导频信道接收电平的设备；

其特征在于，选择设备根据收到的各基站的信号干扰比来选择连接目标基站，其中信号干扰比由各基站经过修正的导频信道接收电平表示。

13.权利要求12的系统，其特征在于修正设备和选择设备在移动站提供。

14.权利要求11的系统，其中：

一个基站还包括与发射设备相连接的用于获得由周围基站测得的上行线路干扰电平的设备；

上述的一个基站的发射设备还用于从上述的一个基站向移动站发送表示上述的一个基站及周围基站的上行线路干扰电平的广播控制信道；并且

该系统还包括：

用于根据从上述的一个基站收到的广播控制信道所表示的上行线路干扰电平来修正移动站处所测得的各基站导频信道接收电平以获得各基站经过修正的导频信道接收电平的设备；

其特征在于，选择设备根据收到的各基站信号干扰比来选择连接目标基站，其中信号干扰比由各基站经过修正的导频信道接收电平表示。

15.权利要求14的系统，其特征在于修正设备在移动站提供。

16.权利要求11的系统，其中：

各基站还包括与发射设备连接的发射功率控制设备，用于根据各基站所测得的上行线路干电平来改变各基站所发射的导频信道的导频信道发射功率的设备；

其中，选择设备根据收到的各基站的信号干扰比来选择连接目标基站，其中信号干扰比由移动处测得的各基站的导频信道接收电平表示，该电平反映了各基站所测得的上行线路干扰电平。

17.权利要求11的系统，其中：

移动站还包括与导频接收电平测量设备相连接的发射设备，用于从移动站向一个基站传送移动站测得的各基站的导频信道接收电平；

一个基站还包括与该发射设备相连接的用于获得周围基站所测得的上行线路干扰电平的设备；

该系统还包括：

用于根据上述的一个基站和周围基站的上行线路干扰电平来修正从移动站传来的各基站的导频信道接收电平以便获得各基站的经过修正的导频信道接收电平的设备；

其特征在于，选择设备根据收到的各基站的信号干扰比来选择连接目标基站，其中信号干扰比由各基站的经过修正的导频信道接收电平表示。

18.权利要求17的系统，其特征在于修正设备在上述的一个基站提供。

19.权利要求17的系统，其特征在于上述的一个基站是上述诸基站中的一个，它根据由移动站测得的每个基站的导频信道接收电平来由移动台选择。

20.权利要求17的系统，其特征在于：上述的一个基站是多个上述基站之一，它由移动台测得的导频信道接收电平是最大的。

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