CN1178060A - 蜂窝无线通信系统 - Google Patents

Abstract

一种蜂窝通信系统服务于固定接入用户终端,每个用户终端位于定义为那个终端的归属蜂窝单元的系统蜂窝单元中。给每个用户终端分配一个超归属蜂窝单元,该超归属蜂窝单元包括该用户终端自身的归属蜂窝单元和与归属蜂窝单元相邻的许多蜂窝单元。涉及一个终端的系统事务,例如接入,寻呼与越区切换可以在包括超归属蜂窝单元组的蜂窝单元中的任一蜂窝单元中进行处理。

Description

蜂窝无线通信系统

本发明涉及固定接入蜂窝通信系统，尤其涉及在这样的系统中实现用户的接入、寻呼与越区切换的设备和方法。

蜂窝无线通信中的最近发展是引入了固定接入系统。在这样的系统中，每个用户通过通常具有定向特性的固定天线与本地基站进行通信。这样的系统的一个特定应用是替换在公用或专用电信系统构造中的传统有线用户环路。在北美，固定接入系统工作在400MHz和800MHz波段。

在这两个波段中的信号传播具有类似的特性。一般地，根据地面是平坦的、丘陵起伏的还是多山的和环境是乡村的、市郊的还是都市的，平均路径损耗在30dB/dcc至40dB/dcc之间。由于地面变化而导致的信号强度的起伏(慢、衰落或对数正态衰落)使得信号强度具有平均约8dB的标准偏差的对数正态分布。而且，快衰落(瑞利衰落、多径衰落)使得信号强度具有瑞利分布。信号在距平均值+10dB至-30dB之间约40dB范围中起伏变化。此快衰落是由于驻波引起的并出现在约一个波长的距离上。因为由慢和快衰落引起的随机分量，很难预测覆盖区域中的任一点上的信号强度，所以采用统计方法来提供覆盖区域内可接受的服务。移动蜂窝系统通常设计为在95％的覆盖区域内提供可接受的服务。假定由于终端快速移动，它将快速穿过衰落，并且由于信号强度在95％的时间内是可接受的，一般认为整个服务级别对系统用户来说是可接受的。但在固定的蜂窝系统中，系统中的终端是不移动的，因此不能假定它们能很快移出衰落。因此，设计一个预期为95％覆盖的系统可能无法为一些用户提供可接受的服务质量，并且一般认为必须设计固定接入系统以提供99％的覆盖。

因为在固定蜂窝系统中的终端是静止不动的，所以有可能给每个终端定义一个“归属蜂窝单元”。归属蜂窝单元仅是终端驻留在其物理边界内的蜂窝单元。但是，不能保证终端总是反锁定在控制信道或归属蜂窝单元的PACH。这是因为终端不时扫描信道群并且锁定到在该时刻它们以最高强度接收的信道上。因此，虽然移动台实际出现在其归属蜂窝单元中，但它可以由于RF传播中的暂时变化而锁定到相邻蜂窝单元的控制信道上。这种现象对于在蜂窝单元边界上或靠近蜂窝单元边界的那些终端可能是非常普遍的。但是，甚至对于在蜂窝单元内的终端也能出现这种现象。

当终端锁定到错误蜂窝单元的控制信道时，这种现象能引起服务请求的拒绝或无法终止呼叫。这能导致对用户来说是不可接受的服务质量。

这个问题的传统解决方法是增加提供服务的蜂窝单元的基站的发射机功率和/或给位于衰落区域中的任何用户装备高增益天线。前一方案由于受本地或国家广播规则限制而被排除，而后一方案需要业务供应者的额外开支。

本发明的目的是使上述缺点最小化或克服上述缺点。

本发明的另一目的是在固定接入通信系统中提供改进的接入、寻呼和越区切换程序。

本发明的一个进一步目的是提供一种改进的固定接入通信系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种服务于固定用户终端的蜂窝通信系统，每个用户终端位于各自的归属蜂窝单元中，其中给每个所述用户终端分配一个超归属蜂窝单元，该超归属蜂窝单元包括那个用户终端位于其中的归属蜂窝单元以及与归属蜂窝单元相邻的一个或多个蜂窝单元，并且其中涉及所述固定用户终端的系统事务在包括那个终端的超归属蜂窝单元的蜂窝单元组的任一蜂窝单元中进行处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种服务于固定用户终端的蜂窝通信系统，每个固定用户终端位于各自归属蜂窝单元中，该系统包括：基站，每个所述蜂窝单元分配一个基站；基站控制器，每个基站控制器控制一组所述基站；和一个交换中心，基站连接到该交换中心并且由该交换中心控制系统，该交换中心与一个数据库相关联，其中给每个系统蜂窝单元分配一个各自地址，其中给每个用户分配一个超归属蜂窝单元，该超归属蜂窝单元包括那个用户终端位于其中的归属蜂窝单元以及与归属蜂窝单元相邻的一个或多个蜂窝单元，其中为每个所述用户终端在数据库中存储构成那个用户终端的超归属蜂窝单元的那些蜂窝单元的一个地址列表(list)，和其中对于涉及所述用户终端的每个系统事务，交换中心从数据库中检索构成那个用户终端的归属蜂窝单元的蜂窝单元地址列表，从而在列出的蜂窝单元中的某一个中处理该事务。

通过允许涉及一个用户终端的事务在不是该终端的归属蜂窝单元的蜂窝单元中进行处理，增加了完成那个事务的可能性并因此提高了提供给该用户的服务质量。

现将结合附图描述本发明的一个实施例，其中：

图1是容纳固定接入用户终端的蜂窝通信网络的示意图；

图2是示意一个用户终端的超归属蜂窝单元定义的图1的部分网络；和

图3、4和5是表示在图1与2的系统操作中所使用的接入、寻呼和越区切换算法的流程图。

参见图1，以非常概要的形式描述了部分固定接入蜂窝通信网络或系统。系统的服务区域细分为多个相连蜂窝单元11，在每个蜂窝单元中通过各自的基站12向用户终端10提供服务。通过基站控制器13控制一组基站12的操作，相应地，由交换中心14为许多基站控制器提供服务，该交换中心具有控制功能并且也可以提供至公用电信网络15的接口。分配每个系统蜂窝单元一个各自地址。涉及用户终端10的信息可以存储在与交换中心相关联的数据库16中。在图1的系统中，给每个终端10分配一个超归属蜂窝单元，该超归属蜂窝单元包括终端10位于其中的蜂窝单元11以及直接与那个蜂窝单元相邻的一些或所有蜂窝单元。在某些情况中，例如终端位置靠近蜂窝单元边界时，一个或多个不直接与归属蜂窝单元相邻的蜂窝单元也可以包含在蜂窝单元的超归属蜂窝单元组中。在图1的系统中，从位于其超归属蜂窝单元内的终端中发出的服务请求或寻呼应答被处理，而涉及那个终端并且从超归属蜂窝单元外部发出的所有服务请求和寻呼应答被拒绝或忽略。

图2更详细地表示了固定用户终端的超归属蜂窝单元的一种典型的分配。固定终端10物理上位于其归属蜂窝单元11中，但是如上所述，它也可以接入相邻蜂窝单元111至116的控制信道。可以由终端接入的蜂窝单元组定义为那个终端的超归属蜂窝单元。应意识到：因为本地传播条件或者因为终端的特定位置，超归属蜂窝单元可以不包括一个或多个直接相邻的蜂窝单元和/或可以包含不直接与归属蜂窝单元相邻的蜂窝单元。也应意识到：位于一个特定蜂窝单元内的用户终端的超归属蜂窝单元组不必都是一样的。

下面是实现终端至系统的接入、终端的寻呼以便建立至终端的呼叫以及所接通呼叫的越区切换所采用的过程的描述。这些过程将结合图3、4与5的流程图进行的流程图进行描述。

接入

在上述的系统中，不仅允许终端在其自身归属蜂窝单元11中发出呼叫和接入呼叫，也允许在表示为与归属蜂窝单元相邻的那些蜂窝单元111至116的一些或所有蜂窝单元中发出呼叫和接入呼叫。这组蜂窝单元包括固定终端的超归属蜂窝单元。适当的终端接入顺序表示在图3的流程图中。与固定终端的归属蜂窝单元相邻的那些蜂窝单元的地址可以存储在一个查找表中，在该表中每行对应一个归属蜂窝单元，并且各项是与归属蜂窝单元相邻的所有蜂窝单元。我们称这个表为ADJCELL。如果一个固定终端试图从系统中的任一其他蜂窝单元，即从不包含在该超归属蜂窝单元中的一个蜂窝单元中始发，则它的服务请求被拒绝。同样地，如果一个终端从不包含在该超归属蜂窝单元中的一个蜂窝单元中发送一个寻呼响应，则那个应答被忽略。一般将表ADJCELL存储在可由交换中心存取的数据库16(图1)中。

寻呼

类似地，我们不能只简单地寻呼一个终端的归属蜂窝单元以建立至那个终端的呼叫，因为在寻呼的时刻该终端可能已锁定到在超归属蜂窝单元组内的一个相邻蜂窝单元的控制信道。为了处理这种情况，寻呼消息通过超归属蜂窝单元，即通过归属蜂窝单元的控制信道和构成那个超归属蜂窝单元组的所有蜂窝单元(从表ADJCELL中)的控制信道广播。如果一个固定终端的寻呼响应是从系统的任一其他蜂窝单元，即从不在超归属蜂窝单元组内的一个蜂窝单元中接收的，则它被拒绝。该寻呼过程表示在附图的图4中。

越区切换

因为固定蜂窝系统中的终端是固定不动的，所以似乎人们能简单地从其自身的无线电阻塞来自这样的终端的所有越区切换请求，从而保存消息和容量。但是，即使是对于固定终端来说，蜂窝环境中的信号质量也可能随时间而降低。这是由于诸如大卡车等临时障碍物所引起的信号强度的暂时变化，或在另一蜂窝单元中所建立的呼叫而引起的同信道干扰或外部噪声引起的。如果固定终端的越区切换被完全阻塞，则会引起这些呼叫被中断，导致不满意的服务等级。

如果维持全部的越区切换功能，则也意味着：一旦发出一个呼叫，就允许固定终端在系统中的完全移动性。在目前的系统中，由于只允许越区切换到固定终端的超归属蜂窝单元组的一个蜂窝单元中，那种可能性不存在，越区切换顺序表示在图5的流程图中。当发出一个越区切换请求时，只允许出现在ADJCELL表中的那些蜂窝单元是越区切换的可能的目标蜂窝单元。拒绝越区切换到不在归属蜂窝单元组中的任一其他蜂窝单元。

应理解：虽然上面只结合固定接入用户终端描述了蜂窝通信系统，但该系统当然可以形成也容纳移动用户终端的混合系统的一部分。

Claims (5)

1.一种服务于固定用户终端的蜂窝通信系统，每个固定用户终端位于各自的归属蜂窝单元中，其中给每个所述用户终端分配一个超归属蜂窝单元，该超归属蜂窝单元包括那个用户终端位于其中的归属蜂窝单元和与归属蜂窝单元相邻的一个或多个蜂窝单元，并且其中涉及一个所述固定用户终端的系统事务在包括那个终端的超归属蜂窝单元的蜂窝单元组的任一蜂窝单元中进行处理。

2.根据权利要求1的蜂窝通信系统，其中给每个蜂窝单元分配一个各自的地址，其中提供了用于为每个所述用户终端存储一个构成那个用户终端的超归属蜂窝单元的那些蜂窝单元的地址列表的装置。

3.根据权利要求2的蜂窝通信系统，其中通过构成一个用户终端的超归属蜂窝单元的所有蜂窝单元广播至那个用户终端的寻呼消息。

4.一种服务于固定用户终端的蜂窝通信系统，每个固定用户终端位于各自的归属蜂窝单元中，该系统包括：基站，一个基站用于一个所述蜂窝单元；基站控制器，每个基站控制器控制一组所述基站；以及一个交换中心，基站连到该交换中心，并由该交换中心控制系统，该交换中心与一个数据库相关联，其中分配给每一个系统蜂窝单元一个各自的地址，其中给每个用户分配一个超归属蜂窝单元，该超归属蜂窝单元包括那个用户终端位于其中的归属蜂窝单元和与归属蜂窝单元相邻的一个或多个蜂窝单元，其中为每个所述用户终端在数据库中存储一个构成那个用户终端的超归属蜂窝单元的那些蜂窝单元的地址列表，其中对于涉及一个所述用户终端的每个系统事务，该交换中心从数据库中检索构成那个用户终端的归属蜂窝单元的蜂窝单元地址列表，从而在所列出的蜂窝单元中的某一个中处理该事务。

5.一种操作服务于固定用户终端的蜂窝通信系统的方法，每个固定用户终端位于各自的归属蜂窝单元中，该方法包括给每个所述用户终端分配一组蜂窝单元，该组蜂窝单元包括那个终端的归属蜂窝单元和与归属蜂窝单元相邻的一个或多个蜂窝单元，该方法还包括在包括该组的蜂窝单元中的一个蜂窝单元中处理涉及那个用户终端的系统事务。

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