CN1138283A - 在空分多路存取系统中跟踪移动站的由处理机控制的装置 - Google Patents

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CN1138283A CN 96100287 CN96100287A CN1138283A CN 1138283 A CN1138283 A CN 1138283A CN 96100287 CN96100287 CN 96100287 CN 96100287 A CN96100287 A CN 96100287A CN 1138283 A CN1138283 A CN 1138283A
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迈克尔·坦根曼
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Abstract

用于在SDMA移动无线系统中跟踪移动站的由处理机控制的装置；它不断地监视由基站接收的无线电信号，并确定在基站(BTS)和发射无线电信号的移动站(MS)之间的输入方向(α)和距离(r)。无线电信号的监视也用来支持移动站从一个单元(C)到另一单元(C′)的越区切换。借助信号监视确定移动站是否基本上沿单元(C)的边界移动，并且，向控制越区切换的设备(BSC)发送闭锁信号(NOHO)，并根据闭锁信号闭锁越区切换。

Description

在空分多路存取系统中 跟踪移动站的由处理机控制的装置
本发明涉及一种由处理机控制的装置，由此而配备的基站以及用于SDMA(空分多路存取)移动无线系统的基站控制。
从WO 93/12590可以了解这样一种装置。其中描述了称为SDMA控制器的装置，它监视由基站接收的信号来跟踪位于基站所服务的单元中的并发射这种无线电信号的移动站。如WO 93/12590中页22-24所述，为了确定移动站现在的位置，要获得接收无线电信号的到达方向DOA和到达时间TOA。SDMA控制器不断地获得这些无线电信号的参数来缓和在移动站从一个单元到另一个单元的越区切换期间的问题(参见24页第一段)。WO 93/12590没有详细描述如何缓解问题。它没有描述蜂窝无线系统众所周知的问题的解决方案，在这种无线系统中越区切换的控制可能表现为一种不稳定状态，因此，移动站必须在两个单元之间来回重复地越区切换。
本发明的任务是要改进前面所述的装置，以便支持越区切换的控制并避免这种问题。
为达到上述目的，本发明提供一种由处理机控制的装置，它监视SDMA移动无线系统中由至少一个基站接收的无线电信号，来跟踪在基站所服务的单元中发射该无线电信号的移动站，其特征在于：通过监视无线电信号，由处理机控制的装置确定移动站是否基本上沿单元的边界移动，并且，通过向SDMA移动无线系统中控制越区切换的设备发送闭锁信号，来闭锁移动站的越区切换。
因此，本发明的装置确定移动站是否基本上沿单元边界运动，并且在这种情况下，通过向SDMA无线移动系统的一个控制越区切换的设备发送一个闭锁信号来闭锁移动站的越区切换。这就避免使越区切换的控制表现为不稳定状态，导致增加信令并因此导致控制设备(如无线转接中心)的加载。无论用什么方法获取，通过扩展无线电信号的监视可以简单地实现本发明的装置。
本发明还提供一种用于SDMA移动无线系统的具有由处理机控制的装置的基站，该由处理机控制的装置监视基站接收的无线电信号，以便跟踪在基站所服务的单元内发射该无线电信号的移动站，其特征在于：通过监视该无线电信号，由处理机控制的装置确定移动站是否正基本上沿单元的边界移动，并且在这种情况下，通过向SDMA移动无线系统中控制这种越区切换的设备发送闭锁信号(NOHO)，来闭锁移动站到邻近单元的越区切换。
本发明还提供一种在SDMA移动无线系统内至少有两个基站、具有由处理机控制的装置的基站控制器，该由处理机控制的装置用于为每个基站监视该基站接收的无线电信号，以便跟踪在基站所服务的单元内发射该无线电信号的移动站，其特征在于：通过监视该无线电信号，由处理机控制的装置确定移动站是否正基本上沿单元的边界移动，并且在这种情况下，闭锁基站控制器控制的移动站到邻近单元的任何进一步的越区切换，或向SDMA移动无线系统中控制越区切换的设备发送闭锁信号。
下面借助附图描述本发明的第一个和第二个配置例子，简略地图解说明SDMA移动无线系统的结构，其中：
图1说明本发明的装置如何集成到基站中；
图2说明本发明的装置如何集成到基站控制器中。
此外，图1表示装置闭锁越区切换的情况。相反，图2表示装置释放原先的越区切换的情况。
图1中简略地图解说明的SDMA移动无线系统包括基站BST和BTS’，每一个服务一个单元C或C’。基站连接到基站控制器BSC，它又连接到一个移动转接中心MSC。包含数据库的移动转接中心MSC以及基站控制器BSC控制移动站MS从一个单元越区切换到另一个单元。在这个例子中，移动站MS无线连接到为单元C服务的基站BTS。为了执行一个SDMA无线传送，基站BTS配备相位控制组天线及无线发射—接收机TRX，如从WO 93/12590所知的。此外，基站BTS包括一个由处理机控制的装置CTR，它连接到发射—接收机TRX，并根据本发明监视接收的无线电信号，确定传送无线电信号的移动站是否正沿着单元C的边界移动。在这种情况下，装置CTR发送一个闭锁信号NOHO到基站控制器BSC，防止移动站MS越区切换到一个邻近的单元，如单元C’。
在移动站MS和基站BTS之间进行无线传送期间，该装置以大约30秒的预定间隔不断地获得无线电信号在向上信道中的信号传输时间。为此，基站BTS发送第一个无线电脉冲到移动站MS。在它接收该无线电脉冲后，后者等待预定的时间间隔dT，大约1.7毫秒长，并响应基站BTS发送第二个无线电脉冲。装置CTR现在根据下面的公式确定信号传输时间Tp∶Tp＝0.5×(Tsum-dT)，其中Tsum是装置CTR测量的传送第一个无线电脉冲和接收第二个无线电脉冲之间的时间间隔。不断确定的信号传输时间的值输入数据库DB。通过比较最后确定的值和前面确定的值，该装置计算信号传输时间的变化。如果变化是在大约1微秒的容许偏差的范围内，则假定移动站MS和基站BTS之间的距离r没有明显地改变(1微秒相当于300米)。通过监视基站BTS接收无线电信号的输入方向α，装置CTR然后确定移动站MS正垂直于单元C的半径移动。为了确定移动站是否沿单元C的边界移动，装置CTR估计最后确定的无线电信号的传输时间量。如果确定的信号传输时间大约是50微秒，则移动站MS位于单元C的边界，本例中该距离的直径大约30公里。
该装置然后发送闭锁信号NOHO到控制移动站MS越区切换的设备，即在这个例子中送到基站控制器BSC。这个动作中断移动站MS的任何越区切换，只要它仍然在单元C的边界区域。用这种方法避免多次越区切换，即无线连接在很短的时间周期内来回切换。用这种方法也避免在移动无线系统中加载信令的路径。于是，本发明的装置估计执行SDMA无线传输所获得的无线电信号的参数r和α。这就使本发明能非常简单地实现。作为上述确定信号传输时间的一种替代，可以进行输入电平的连续监视来确定距离r的变化。因此可以预见，获得信号传输时间和输入电平以便可靠地监视距离。
上述的跟踪移动站MS的方法适用于任何在SDMA移动无线系统内移动的移动站。它的一个优点是将获得的无线电信号的参数(如输入方向、输入电平或信号传输时间)链接到指示获得的时间的时间指示。所有数据存储在数据库DB并构成数据文件的记录，可以在资源规划或重新分布时访问它。这些记录可用于派生移动图，表示在无线网络中用户密度在什么时间(工作日，时钟)如何分布。为了更好利用无线资源，执行这种分别和独立获取的无线电信号监视和越区切换闭锁的统计数据就足够了。
第二个配置例子现在用图2描述，它简略地图解说明SDMA移动无线系统，它与SDMA移动无线系统的区别如下：
在第二个配置例子中，由处理机控制的装置CTR集成到基站控制器BSC而不是基站BTS1和BTS2。这就变成在移动无线系统的中心区域监视接收信号，即监视向上的无线电信道。在这个例子中，中心区是基站控制器BSC，它控制无线电信道的分配和这个分配的区即通常所说的BSC区的越区切换。用这种方法，本发明改进任何方法所需的传统的无线信号监视，以便防止任何不必要的越区切换。
图2简略描绘的情况说明一个移动的移动站MS，它在邻近的单元C2的方向上离开单元C1。根据本发明，通过监视从基站BTS1接收的无线电信号，由处理机控制的装置CTR确定移动站MS正移向单元C1的边界。通过估计存储在数据库中的移动图的数据r(t)和α(t)，装置CTR确定移动站MS现在的位置、移动的基本方向和平均速度。装置CTR然后计算移动站MS将到达单元边界时的时间点。也可以用输入电平的阈值定义那个时间点，在该时间点，可以用传统方法释放移动站MS的越区切换。
然而，在到达这个时间点之前，本发明的装置CTR发送一个释放信号HO到控制越区切换的设备。在图2这个例子中，装置CTR发送确定的移动方向α作为到移动转接中心MSC的释放信号HO，在这种情况下MSC控制越区切换。在例子中，通过使移动方向等于无线电信号的输入方向α，略去了移动站MS的实际移动方向的计算，即，根据确定的信号传输时间和/或输入电平的计算。当单元的半径(本例为15公里)与最后确定的移动站MS离单元边界的距离(本例为1公里)相比是大的时，允许这样简化。用这种方法，图2所示的装置CTR不断估计从基站BTS1接收的无线电信号的信号传输时间和综合加权因子，获得两个时间函数，它们表示距离的变化r(t)和输入方向的变化α(t)。这两个时间函数表征移动站MS的移动图，足以确定移动站MS在哪个方向正在离开单元C1，并将原先的越区切换释放到那个方向上的最近的单元C2。在预定的时间间隔进行信号传输时间和加权因子的不断估计，时间间隔随获得的信号传输时间的增加而减小。在这种情况下，对于大约10微秒、20微秒或50微秒的信号传输时间，确定大约2分、1分或30秒的时间间隔。这种测量只有在移动站位于单元的核心区域时，才允许装置CTR用短的时间间隔进行本发明的估计。如果移动站MS位于单元的核心区域(短的信号传输时间)，则减慢监视(长的时间间隔)是足够的。用这种方法，能够降低由处理机控制的装置CTR的计算动作。在该例中，在用任何方法获取信号的基站控制器BSC的控制电路的基础上构造由处理机控制的装置CTR。也可以预想得到，借助连接到数据库的个人计算机来实现该装置。
用上述两个配置实例描述的本发明也可以用其它可想象得到的变种来实现。因此，由处理机控制的装置也能集成到无线转接中心，尤其是与数据库联系。

Claims (7)

1.由处理机控制的装置(CTR)，它监视SDMA移动无线系统中由至少一个基站(BTS)接收的无线电信号，来跟踪在基站(BTS)所服务的单元(C)中发射该无线电信号的移动站(MS)，其特征在于：通过监视无线电信号，由处理机控制的装置(CTR)确定移动站(MS)是否基本上沿单元(C)的边界移动，并且，通过向SDMA移动无线系统中控制越区切换的设备(MSC)发送闭锁信号(NOHO)，来闭锁移动站(MS)的越区切换。
2.根据权利要求1所述的由处理机控制的装置(CTR)，其特征在于：装置(CTR)借助其不断获得输入电平和/或信号传输时间，监视无线电信号。
3.根据权利要求2所述的由处理机控制的装置(CTR)，其特征在于：装置(CTR)可以连接到一个数据库(DB)，在其中它存储获得的输入电平和/或信号传输时间，以及包含当前时钟时间的时间指示。
4.根据权利要求1所述的由处理机控制的装置(CTR)，其特征在于：通过监视无线信号，装置(CTR)确定移动站(MS)是否正基本上朝单元(C)的边界移动，并且，确定移动的方向(α)并将这种移动信号发送到控制越区切换的设备(MSC)，以释放移动站(MS)在最近单元的方向上的越区切换。
5.根据权利要求2所述的由处理机控制的装置(CTR)，其特征在于：装置(CTR)以预定的时间间隔获得无线电信号传输时间，并且如果信号传输时间增加，则缩短时间间隔。
6.用于SDMA移动无线系统的具有由处理机控制的装置(CTR)的基站(BTS)，该由处理机控制的装置(CTR)监视基站(BTS)接收的无线电信号以便跟踪在基站(BTS)所服务的单元内发射该无线电信号的移动站(MS)，其特征在于：通过监视该无线电信号，由处理机控制的装置(CTR)确定移动站(MS)是否正基本上沿单元(C)的边界移动，并且在这种情况下，通过向SD-MA移动无线系统中控制这种越区切换的设备(MSC)发送闭锁信号(NOHO)，来闭锁移动站(MS)到邻近单元的越区切换。
7.在SDMA移动无线系统内至少有两个基站(BTS1，BTS2)、具有由处理机控制的装置(CTR)的基站控制器(BSC)，该由处理机控制的装置(CTR)用于为每个基站(BTS1)监视该基站接收的无线电信号，以便跟踪在基站(BTS1)所服务的单元内发射该无线电信号的移动站(MS)，其特征在于：通过监视该无线电信号，由处理机控制的装置(CTR)确定移动站(MS)是否正基本上沿单元(C)的边界移动，并且在这种情况下，闭锁基站控制器(BSC)控制的移动站(MS)到邻近单元(C2)的任何进一步的越区切换，或向SDMA移动无线系统中控制越区切换的设备(MSC)发送闭锁信号。
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