CN1123988C - 用于代间软越区切换期间的功率控制的方法 - Google Patents

用于代间软越区切换期间的功率控制的方法 Download PDF

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Abstract

公开多用户CDMA系统中软越区切换期间的一种功率控制方法，该系统有混合的系统类型，例如，IS-95A/B和IS-2000。该过程包括：改变前向功率控制(FPC)和反向功率控制(RPC)处理，为的是在软越区切换期间保持移动台与两个不同基站之间合适的功率控制。在仍然从不同代基站接收前向链路和与这些基站中仅仅一个基站保持反向链路的同时，移动台保持正向和反向功率控制。在软越区切换之前，第二基站暂停FPC和RPC处理。一旦完成软越区切换，第二基站就恢复FPC和RPC处理。此外，设置移动台的初始发射功率电平在预定的限度内。

Description

用于代间软越区切换期间的功率控制的方法
本申请要求1999年6月9日提交的、题为“POWER CONTROLDURING INTER-GENERATION SOFT HANDOFFS(代间软越区切换期间的功率控制)”的第60/138,388号美国临时申请的优先权，该申请被在此引入以供参考；以及与1999年5月20日提交的、题为“FORWARD LINK INTER-GENERATION SOFT HANDOFFSBETWEEN 2G AND 3G CDMA SYSTEMS(第二代和第三代CDMA系统间前向链路的代间软越区切换)”的第09/314,987号美国专利申请相关。
发明背景
1.发明领域
本发明一般涉及通信系统，具体涉及在第二代(2G)码分多址(CDMA)系统与第三代(3G)码分多址系统之间(2G3G或3G2G)软越区切换期间的功率控制方法。
2.相关技术描述
一种常用类型的蜂窝式无线电话通信系统被称为码分多址(CDMA)系统。在CDMA系统中，与以前的频分多址(FDMA)系统或时分多址(TDMA)系统不同，多个无线电信号在相同的时间分享相同的频谱。一种称为第二代标准或2G的当前CDMA标准被标明为TIA/EIA-95-A/B(或IS-95-A/B)，把它合并在此供参考。最近以来，已提出新的第三代(3G)CDMA标准并已标记为IS-2000(以前标记为IS-95-C)或CDMA2000，把它合并在此供参考。由于安装了新的3G系统，所以蜂窝式系统包括混合的旧2G系统和新3G兼容系统。
在典型的CDMA蜂窝式无线电话通信系统中，移动台与一个或多个基站通信。为了跟踪可用信号，移动台保持可用基站以及每个基站相对信号强度的列表。具体地说，CDMA系统中的每个基站发射未调制的“导频”信号，导频信号被延迟一个基站偏移。移动台接收这些导频信号，并确定哪些导频信号是最强的。位于移动台内的“搜索器”单元通常完成信号检测和强度测量的功能。
来自搜索器的结果被报告给当前(即，激活)基站。然后，该基站指令移动台更新该移动台保持的可用基站列表。该列表被细分成三个操作组，即，激活组，候选组，和相邻组。激活组包含当前正在与移动台通信的基站列表(通常为1-6个基站)。候选组是可能移到激活组的基站列表，而相邻组是不太频繁地被监视的基站列表。
由于移动台的运动，其当前激活基站的信号变弱，该移动台必须接入新的基站。基于搜索器的结果和从基站接收回的指令，移动台更新它的操作组，并与一个不同的基站进行通信。为了使移动台用户感觉到通信传输是无缝的，通信链路必须越区切换到下一个基站。理想的是，这种越区切换是在终止第一个链路之前建立新的链路。这种类型的越区切换被称为软越区切换(SHO)或“先合后离”。
1999年5月20日提交的题为“FORWARD LINK INTER-GENERATION SOFT HANDOFFS BETWEEN 2G AND 3G CDMASYSTEMS(第二代和第三代CDMA系统间前向链路的代间软越区切换)”的美国专利申请09/314,987中公开一种在两个不同代基站之间实现软越区切换的技术。然而，由于2G反向链路与3G反向链路之间的不兼容性，所建议的软越区切换解决方法仅仅依靠前向链路，而不依靠反向链路。在CDMA系统中，移动台是经反向链路与基站通信，而基站是经前向链路与移动台通信。反向链路对于在CDMA系统中提供功率控制信息是特别重要的。
在CDMA系统中，每个基站试图保持从所有它正以大致相同的强度与之通信的移动台接收的信号强度。这是CDMA系统中的重要特征，它使得能够检测多用户系统中的每个移动台。具体地说，基站测量每个到达移动信号的强度，然后发送功率控制命令给每个移动台。这个功率控制信息是在前向链路上发射的，并且它被称为反向功率控制或RPC。移动台解调和解码RPC命令并相应地改变它的发射功率。请注意，RPC命令是在前向链路上(基站到移动台)发射的，但指示移动台在反向链路上(移动台到基站)调整功率。
此外，保持反向链路上发射的第二功率控制信道，前向功率控制(FPC)信道。FPC信道保证移动台接收足够的信号能量以获得所需的服务质量(QOS)。对于IS-95A/B系统，FPC是基于前向链路的报告误帧率(FER)或从移动台接收的帧删除指示符比特。在IS-2000系统中，移动台通过测量接收的信号能量并把该能量与所需的QOS进行比较以保持FPC。若接收的信号能量与所需的电平不同，则移动台在反向业务信道(RTCH)上发送功率控制命令，请求改变它的前向业务信道(FTCH)发射功率。
新的3G(IS-2000)系统的空中接口采用新的调制方案，可以有更高的频谱效率以及不同的扩展因子。然而，它要求新3G系统中在与旧2G系统相同信道带宽内工作的部分在信令和呼叫处理级上与2G系统兼容。虽然3G系统的反向链路采用相干解调，但2G系统的反向链路采用非相干解调。因此，在3G的技术说明中，并不试图使这两种系统在物理层上是兼容的。
此外，这两种系统的前向链路使用不同的调制方法(QPSK(3G)而BPSK(2G))，要求在新3G系统的解调器内作一些改动。然而，由于IS-2000终端(即，移动台)必须能够工作在IS-95-A/B网络中，新3G终端能够将其工作模式从一种系统自动地转换到另一种系统。实际上，在2G系统与3G系统之间完成反向链路SHO是不切实际的，因为3G基站不能解调2G反向链路，反之亦然(相干和非相干，不同的调制方法，等等)。
当移动台从“当前”代基站迁移到“其他”代基站时，只有前向业务信道(FTCH)是在软越区切换模式，而反向业务信道(RTCH)保持在“当前”代基站。这是由于构建这样一种移动台是不切实际的，即该移动台能够同时处理和调制IS-95A/B和IS-2000反向链路的信号。然而，对于CDMA FTCH，移动台能够解调两个不同代的信号，因为它包括的Rake接收机有几种解调单元。
由于移动台在代间软越区切换(ISHO)期间仅仅保持与一代基站的反向链路，所以只有对那些基站的闭环功率控制是可能的。所以，在成功地终止ISHO过程之前，“其他”代基站在ISHO期间不接收移动台的反向链路，因而中断它的功率控制处理。特别是，每个基站试图对于与它通信的所有移动台提供主功率控制处理。由于在ISHO期间不利用反向链路，所以“其他”代基站不能听到移动台。
在ISHO期间，“其他”代基站在测量不存在RTCH的能量的同时，可以请求增大来自移动台的信道功率。与此同时，在移动台有恶化信道状况(即，阴影衰落)的假设下，基站也可以增大它的发射功率。假设突然增大处在ISHO中移动台的功率会改变基站接收机输入端的功率平衡，那么基站也可以请求它服务区中所有其他移动台增大它们的发射功率。在ISHO期间增大移动台专用的FTCH功率以及增大给所有其他移动台的发射功率，这两种情况对于给其他移动台提供的服务质量和系统的容量都会产生重大的负面影响。因此，需要有一种改进的代间软越区切换期间的功率控制方法。
发明概要
本发明是多用户CDMA系统中软越区切换期间的功率控制方法，该系统有混合的系统类型，例如，IS-95A/B和IS-2000。本发明过程包括：修改前向功率控制(FPC)和反向功率控制(RPC)处理，为的是在软越区切换期间保持移动台与两个不同基站之间合适的功率控制。
在仍然从不同代基站接收前向链路和仅仅与第一基站保持反向链路的同时，移动台保持正向和反向功率控制。在软越区切换之前，第二基站暂停FPC和RPC处理。一旦完成软越区切换，第二基站恢复FPC和RPC处理。此外，设置移动台的初始发射功率电平在预定的限度内。本过程限制了在前向和反向信道上对其他用户的干扰，而仍然允许从一代系统“先合后离”地转移到另一代系统。
附图简述
根据以下的详细描述并结合附图可以很容易理解本发明，其中相同的参考数字指出相同的结构单元，且其中：
图1是一种可能的IS-2000部署方案图；
图2是采用按照本发明的功率控制的软越区切换的通信协议图；
图3是在完成软越区切换之后移动台与基站之间的通信图；
图4是说明按照本发明的软越区切换消息传送过程的表格；和
图5是被配置成按照本发明工作的CDMA系统方框图。
发明详述
以下的描述可以使本领域任何技术人员利用本发明并提出本发明人所设想的实施本发明的最佳模式。然而，各种改动对本领域技术人员是显而易见的，因为此处已具体地给出本发明的基本原理，提供在第二代(2G)码分多址(CDMA)与第三代(3G)码分多址系统之间(2G3G或3G2G)软越区切换期间的功率控制方法。此处定义的本发明是关于特定的消息名称和参数。然而，本领域技术人员可以知道，本发明的教导不局限于特定的消息或参数，而可以适用于利用任何类似的方案。
在一个实施例中，3G系统的部署模型是由当前的2G(IS-95-A/B)网络10，12和新的3G(IS-2000)网络14的部分重叠组成，如图1所示。按照现有技术，当移动台从一代网络121行进到另一代网络141时，在软越区切换期间，不能在反向链路上与不同代基站保持功率控制信息。本发明提供这样一种方法，其中在从不同代基站接收前向链路以及与这些基站中仅仅一个基站保持反向链路的同时，移动台可以保持前向和反向功率控制。
在代间软越区切换(ISHO)期间，前向和反向功率控制是由一组消息和定时器保持的。此外，对于没有当前服务RTCH的基站，要求它在完成ISHO过程之前暂停它的FPC和RPC。当移动台开始发射到“其他”代基站时，它使用的初始功率电平是由预定参数设置的。
具体地说，利用以下的过程可以完成ISHO期间的功率控制：
1.在与“当前”代(CG)基站通信的同时，移动台迁移到“其他”代(OG)网络中，如图2所示。
2.当“其他”代导频强度信号超过阈值(T ADD)时，移动台发送导频强度测量消息。利用代间越区切换方向消息(IHDM)，添加“其他”代基站到移动台的激活组中，该代间越区切换方向消息规定这样一些参数，例如，代参数(IS-95B IS-2000)，无线电配置参数(RADIO_CONFIG)，FTCH下降定时器和阈值(CT_TDROP，CT_DROP)，RTCH初始功率电平(O INT POWER)，和RTCH定时器(OT_ADD)。
3.在ISHO这个阶段，称为阶段1，在暂停这个移动台的反向和前向功率控制的同时，“其他”代基站开始在FTCH上传输。移动台继续传输“当前”代反向链路，保持它的当前功率控制链路，并开始根据无线电配置而分集合并或选择合并。见图2。
4.当“当前”代基站的导频EC/IO下降到CT_DROP以下时，移动台起动CT TDROP越区切换定时器。当CT_DROP到期和移动台利用“其他”代基站接收到OT_ADD良好帧时，发送代间越区切换完成消息(IHCM)到“当前”代基站。
5.在接收到IHCM之后，两种基站发送扩展越区切换方向消息，指示移动台仅仅利用来自“其他”基站的信号。利用合适的无线电配置，移动台以O_INIT_PWR规定的功率电平开始向“其他”代基站发射，而“其他”代基站开始处理反向业务信道以及前向和反向功率控制。这个阶段称之为阶段2，如图3所示。
6.现在移动台发送指示完成ISHO的越区切换完成消息。
图4的表中总结这个过程。虽然在这个讨论中自始至终参照FTCH，但是当IS-2000系统工作在前向专用控制信道或任何其他的类似信道时，例如，前向辅助信道(F_SUPPLEMENTAL信道)或前向公共控制信道(F_COMMON控制信道)，也可应用这个相同的过程。
因此，本发明提供这样一种方法，其中从不同代基站仍然接收前向链路以及与这些基站中仅仅一个基站保持反向链路的同时，移动台可以保持前向和反向功率控制。仅仅在前向链路上通信的基站功率控制回路不受这个ISHO过程的干扰。此外，可以保证移动台的初始发射功率电平是在所要求的限制内。本过程限制了在前向和反向信道上对其他用户的干扰，而仍然允许从一代系统“先合后离”地转移到另一代系统，因此，提高了系统容量和服务质量。
图5表示结合本发明的CDMA系统120的一个例子。移动台124与第一基站122通信。当移动台124运动时，它必须越区切换到较近的基站123。由于引入新的3G系统，CDMA系统120就有混合的2G系统和3G系统。按照本发明，共同的基站控制器121控制2G基站122和3G基站123。在此情况下，例如，第一基站122可以是2G系统，而第二基站123可以是3G系统。
若CDMA系统120是按照本发明配置的，则在完成软越区切换之前移动台124不改变它的发射功率，而基站不请求功率电平变化。有趣的是，这种改进可以在不增加硬件复杂性的条件下完成。2G控制器仅仅需要具有结合本发明的更新软件，这种方法比增加新的硬件要便宜。
例如，可以添加其他的消息，或改变所建议的IS-2000技术说明中的数据结构以产生上述的相同结果。此外，本发明可以扩展到欧洲CDMA实施方案，以允许在IS-2000系统与W-CDMA系统之间或GSM系统与W-CDMA系统之间软越区切换期间的功率控制。所以，应当明白，在所附权利要求书的范围内，可以实现不同于此处具体描述的本发明。

Claims (7)

1.一种在第一蜂窝式无线电话系统与第二蜂窝式无线电话系统之间软越区切换期间的功率控制方法，其中该第一系统和第二系统有不同类型，且该第一系统和第二系统中至少一个系统是CDMA系统，该方法包括：
在移动台从第一系统和第二系统接收前向链路的同时，保持与第一系统的前向功率控制信道和反向功率控制信道；
保持移动台与仅仅第一系统之间的反向链路；和
在完成软越区切换之前，暂停与第二系统的反向业务信道、前向功率控制信道和反向功率控制信道。
2.按照权利要求1的方法，还包括：
一旦完成软越区切换，就处理对于第二系统的反向业务信道，前向功率控制和反向功率控制信道。
3.按照权利要求1的方法，还包括：设置移动台的初始功率电平到预定电平上以便与第二系统通信。
4.按照权利要求3的方法，其中第一系统是第二代CDMA系统，而第二系统是第三代CDMA系统。
5.按照权利要求3的方法，其中第一系统是第三代CDMA系统，而第二系统是第二代CDMA系统。
6.按照权利要求3的方法，其中第一系统是IS-2000系统，而第二系统是W-CDMA系统。
7.按照权利要求3的方法，其中第一系统是W-CDMA系统，而第二系统是IS-2000系统。
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