CN1189757A - 用于软越区切换的系统、方法和无线通信装置 - Google Patents

Abstract

无线通信装置,通过向由在接入试探中且可能在接着的接入试探中的工作导标代表的基站提供导标识别的信息,在用CDMA的通信系统中提供软越区切换。系统基础设施根据导标识别分配基站,并在工作导标的基站和由导标识别代表的邻居基站的寻呼信道上发射消息。因此,当在CDMA的系统接入状态中时,无线通信装置能同时解调多个基站的寻呼信道。

Description

用于软越区切换的系统、方法和无线通信装置

本发明大致涉及数字通信领域，更具体地，涉及在用码分多址(CDMA)的蜂窝或个人通信系统(PCS)中，用于软越区切换的系统、方法和无线通信装置，本发明特别适用于蜂窝无线电话和基站。

临时标准IS-95-A(IS-95)被远程通信工业协会采用，以在蜂窝系统中实现CDMA。在CDMA装备的系统中，移动站与分布在地理区域中的基站组的任一个或多个通信。每个基站连续发射有同样扩展码但有不同码相位偏移的导标信号，相位偏移允许导标信号相互区分，同样允许基站被区分。下文中，基站的导标信号将被简称为导标。移动站监视导标，并测量接收的导标的能量。

IS-95定义许多状态和信道，用于在移动站与基站间通信。

例如，在业务状态中，在移动站控制中，基站与移动站在前向业务信道上通信，且移动站与基站在反向业务信道上通信。在呼叫期间，移动站必须连续监视和保持四集导标：工作集、候选集、邻居集和剩余集，合称导标集。工作集是关联于指定到移动站的前向业务信道的导标。候选集是目前不在工作集，但已由特定移动站接收的具有表示关联的前向业务信道能被成功解调的足够强度的导标。邻居集是目前不在工作集或候选集但是可能的越区切换的候选者的导标。剩余集是除在工作集、邻居集和候选集中的导标之外的、在目前通信系统中的、在目前CDMA频率指定上的所有可能导标。

移动站连续地搜索邻居基站的导标信道以找到足够强于门限值的导标。当移动站从一个基站覆盖的区域移动到另一区域时，移动站从邻居集提升特定导标到候选集，且通过导标强度测量消息通知基站或基站群从邻居集到候选集的提升。基站根据导标强度测量消息判定工作集，且通过越区切换指示消息通知移动站新工作集。当移动站终止与老基站通信之前与新基站在新工作集中开始通信时，发生了“软越区切换”。

在移动站空闲状态中，移动站监视从工作集的单个基站发射的寻呼信道，用于控制信息和寻呼。进一步，移动站连续地搜索邻居基站的导标信号以寻找足够强于目前监视的基站的导标的导标。当发现足够强的导标时，将发生到有较强导标的邻居基站的“空闲越区切换”，然后，移动站将监视来自这个基站的寻呼信道。

在系统接入状态中，移动站连续接收在寻呼信道上的控制信息，且也在接入信道上向被监视的基站发射短信令消息，如呼叫出现、响应寻呼和登记。当在系统接入状态中时，移动站连续其导标搜索且更新其邻居集，但是，根据IS-95第6.6.3.1.3节，与在业务状态和移动站空闲状态上的移动站控制相反，不允许移动站更新其工作集，且因此不能越区切换到另一基站。

无论何时移动站在系统接入状态中发送消息，它必须对其正监视的单个基站进行“接入尝试”。接入尝试是重复发射消息直到从基站接收到对消息认可的过程。接入尝试中的每次发射被称为“接入试探”，它包括接入信道前序和接入信道消息。接入信道消息的内容取决于信令消息的类型。根据IS-95第6.6.3.1.1.1节，在每次接入试探中，发送同样消息。

无论何时移动站开始呼叫或响应系统接入状态中的寻呼和设立在业务状态上移动站控制中的呼叫，IS-95规定特定的协议。这里仅讨论协议的特定部份。

移动站先在接入信道上发送起始消息。基于起始消息的成功接收，基站在寻呼信道上发送信道指定消息。信道指定消息指定监视的基站的业务码信道，用于由移动站解调。移动站调谐到指定的业务码信道，且接收前向业务信道。基站在反向业务信道上获取移动站。移动站在反向业务信道上发送导标强度测量消息，指示目前的候选集。基站在前向业务信道上发射扩展的越区切换指示消息到移动站，指定工作集。当扩展的越区切换指示消息指定单个监视的基站和其它基站时，做出到不同基站的软越区切换，且从由工作集的导标代表的基站的业务码信道解调呼叫。

利用这个协议，已注意到中断的呼叫和低劣的呼叫质量接收。这是由于移动站在业务信道上仅与一个基站通信，直到做出软越区切换。

为解决这个问题，对IS-95提议的改进将通过在接入信道上报告导标信号强度和指定候选集的特定成员、而不是等到业务信道被获取而较快地推动移动站进入软越区切换。即，移动站将测量导标信号强度并将适于软越区切换的基站的识别加到初始接入信道消息。基站将包括在信道指定消息中的工作集。因此，移动站将在获取业务信道之前知道其工作集，且能立即从多个基站而非一个基站获取业务信道。

在做出成功的接入尝试需要多个接入试探和在连续的接入试探之间条件变化时，这个提议的方案存在问题。连续的接入试探之间的时间是百毫秒量级。在这个期间，导标信号强度可能变化。但是，由于在每次接入试探中发送同样消息，由移动站在初始接入试探中报告的同样的导标强度测量值被报告在后续的接入试探中。因为在后续的接入试探中基站接收过时的导标信号强度测量值信息，它可能不指定在工作集中适于越区切换的最佳基站。因此，引起低劣的呼叫质量或中断呼叫。

更进一步，因为移动站在系统接入状态时正监视单个工作导标的寻呼信道，导致延迟的或失败的呼叫设置。如果接收是低劣的，那么，将不接收或不精确地接收寻呼信道消息。

本发明的目的是提供一种在系统接入状态期间，在业务信道和寻呼信道上用于软越区切换的系统、方法和装置。

本发明提供一种越区切换无线通信装置的方法，用于码分多址通信系统的系统接入状态中，所述方法包括步骤：

a)  判定至少一个其寻呼信道能被成功解调的邻居导标；

b)  产生包括所述至少一个邻居导标的识别的接入信道消息；

c)  发射所述接入信道消息；

d)  指定第一接收机指到工作导标，第二接收机指到其识别被包括于所述接入信道消息中的所述至少一个邻居导标；和

e)  当所述无线通信装置在所述系统接入状态时，同时解调所述工作导标和所述至少一个邻居导标的寻呼信道。

本发明提供一种无线通信装置，用于无线通信系统中，所述无线通信系统包括基站，用于发射接入信道消息的接收的认可和用于发射工作集，所述无线通信装置包括：

搜索接收机，用于测量每个邻居导标的导标强度；

逻辑和控制电路，用于产生包括至少一个所述测量的导标强度的接入信道消息；和

模拟前端，用于发射所述接入信道消息；

其中，每个邻居导标的所述导标强度的测量、包括至少一个所述测量的导标强度的接入信道消息的产生和所述接入信道消息的发射被重复，直到所述逻辑和控制电路接收所述接入信道消息的接收的认可；

所述模拟前端还接收根据所述至少一个所述测量的导标强度判定的工作集。

本发明提供一种基站，用于无线通信系统中，所述无线通信系统包括无线通信装置，用于重复发射包括测量的导标强度的接入信道消息，所述基站包括：

模拟前端，用于接收包括第一集测量的导标强度的第一接入信道消息，且用于接收包括第二集测量的导标强度的第二接入信道消息；和

逻辑和控制电路，用于根据所述第一集测量的导标强度产生第一工作集，并根据所述第二集测量的导标强度产生第二工作集，且用于判定所述第一工作集和所述第二工作集是否不同；

当所述第一工作集和所述第二工作集不同时，所述模拟前端发射所述第二工作集。

这里描绘的系统、方法和装置通过提供其前向业务信道消息和/或寻呼信道消息能被成功解调的基站的识别执行软越区切换。进一步，向系统基础设施提供对应于其前向业务信道消息能被成功解调的基站的识别的测量的导标强度。

根据本发明，当在系统接入状态中时，无线通信装置测量邻居导标强度，且提供在初始接入试探中对应于到系统基础设施的测量的导标强度的基站的识别。识别指示至少一个邻居导标，它有使关联寻呼信道能被成功解调的足够的测量的导标强度。无线通信装置开始监视工作导标和至少一个邻居导标的寻呼信道。系统基础设施接收识别，且系统基础设施分配基站，用于根据识别发射寻呼信道消息。因此，做软越区切换，且无线通信装置从至少一个邻居导标及移动站目前的工作导标解调寻呼信道。

根据本发明的另一个方面，无线通信装置在系统接入状态时连续测量导标信号强度，且提供对应于在每次接入试探中的测量的导标强度的基站的识别。基站接收识别，且系统分配基站，用于根据目前的测量的导标强度发射寻呼信道消息。因此，做另一软越区切换，且无线通信装置从至少一个邻居导标及无线通信装置目前的工作导标解调寻呼信号。

根据本发明的另一方面，基站接收对应于在初始接入试探及接着的试探中到系统基础设施的测量的导标强度的基站的识别。识别指示至少一个邻居导标，它有足够的测量的导标强度，使关联的前向业务信道能被成功解调。系统基础设施接收识别，且系统基础设施分配基站，用于根据识别和测量的导标强度发射前向业务信道消息。因此，做软越区切换，且无线通信装置从至少一个邻居导标及移动站目前的工作导标解调前向业务信道消息。

本发明的优点是：无线通信系统中寻呼信道能被同时解调，中断的呼叫被减少，且呼叫质量被增加。

附图简单描述

图1是无线通信系统的电框图，包括无线电话的框图；

图2是描绘由图1中所示的无线电话使用的报告导标信号强度的方法的流程图；

图3是描绘指定适用于越区切换的基站的方法的流程图。

现详细描述根据本发明的实施方案。

图1是无线通信系统的电框图，包括如无线电话100的无线通信装置的框图。与其它部分一起，这个图描绘天线101，用于从基站102(仅示出一个)组接收信号，并发射由无线电话100产生的信号。模拟前端103处理接收的信号，并向模数转换器(ADC)105提供它们。数字化的接收的信号被提供给瑞克(rake)接收机，它包括并联的接收机指107组和至少一个搜索接收机109。接收机指和搜索接收机的运行由逻辑和控制电路113部分控制。接收机指和搜索接收机的输出被提供给逻辑和控制电路113，以便进一步处理。

逻辑和控制电路113能存贮规定执行根据本发明的方法的命令的数据和软件程序，并存贮工作集、邻居集和候选集的记录。逻辑和控制电路113提供数据给发射电路通道115，它处理数据并提供处理的数据给数模电路(DAC)117。DAC117输出的模拟信号被提供给模拟前端103，用于通过天线101发射到基站102。

虽然逻辑和控制电路113被示为与接收机分离的部件，一般技术人员将认识到逻辑和控制电路113的一部分可位于瑞克接收机中或在无线电话的其它部件中。

基站102的每个有如无线电话100的类似结构，用于每个寻呼/接入信道、业务信道、同步信道和导标信道(除非接收通道对同步信道和导标信道不是必须的)，且也可有多个接收通道和天线，用于接收分集。

本领域的一般技术人员将认识到，通信系统需要未示出的其它基础设施设备，用于交换、择径和其它功能。

现将参照图2描绘如上文所配置和描绘的无线通信装置的运行和使用的方法，图2是描绘报告导标信号强度的方法200的流程图。

首先描绘业务信道上的软越区切换。

在系统接入状态中，搜索接收机109初始测量邻居导标的导标强度(步骤205)。逻辑和控制电路113产生包括邻居导标的识别的接入信道消息，该邻居导标有足够的测量的导标强度，使关联的前向业务信道能被成功解调，并包括对应的初始测量的导标强度(步骤210)。当执行第一次接入试探时，模拟前端103与初始测量的导标强度和对应的识别一起发射接入信道消息(步骤215)。

产生包括最近测量的导标强度和识别的接入信道消息(步骤210)，且在接着的接入试探中发射接入信道消息的测量导标信号强度的步骤(步骤220)被重复，直到无线电话从基站接收到在第一预定的时间期间内接收接入信道消息的认可(步骤225)，或，发射了最大数目的接入试探(步骤230)。

在接着的接入试探中报告目前的测量的导标强度和识别是本发明的重要特征，这是因为系统有导标强度测量值的目前的信息，用于分配和判定用于软越区切换的基站。

参照图2，逻辑和控制电路113判定接入信道的接收的认可是否在第一预定的时间期间被接收(步骤225)。接入信道的接收的认可是信道指定消息的接收。当认可被接收时，方法终止(步骤240)。当未被接收时，逻辑和控制电路113判定是否执行了预定的最大数目的接入信道消息的发射(步骤230)。如果这样，方法终止(步骤240)。如果不，在产生包括近期测量的邻居导标强度和对应识别的下一接入信道消息之前(步骤210)，逻辑和控制电路113等待第二预定的时间期间(步骤235)。

包括在接入信道消息中的测量的邻居导标强度指示邻居导标，它们有能成功解调关联的寻呼信道的足够的测量的导标强度。或，测量的邻居导标强度能指示有能成功解调关联的前向业务信道的足够的测量的导标强度的邻居导标，和有能如同样测量的邻居导标一样成功解调关联的寻呼信道的足够的测量的导标强度的邻居导标。

现在，将描绘寻呼信道上的软越区切换。

如果无线通信装置用在寻呼信道上的越区切换特性且同时解调寻呼信道，有表示能成功解调关联的邻居导标的寻呼信道的足够测量的导标强度的邻居导标的识别、在由工作导标代表的基站的接入信道上、连续地在接入信道消息中被发射到基础设施。基础设施用这些报告的识别和测量的导标强度分配用于软越区切换的基站，且在对应于工作导标和报告的邻居导标的基站的寻呼信道上发射寻呼信道消息。执行每次接入试探后，在步骤220，逻辑和控制电路113指定接收机指107组到工作导标和报告的邻居导标，且指定的接收机指107同时解调各个基站的寻呼信道。

另外，可能不用报告最近的识别的特征。因此，有能成功解调关联的寻呼信道的足够的测量的导标强度的邻居导标被报告在初始接入信道消息中，但在后续的接入试探中，报告同样的识别。

向基础设施报告用于同时解调的目前的邻居导标是本发明的重要特征，因为它改进了无线通信装置将接收和成功解调信道指定消息或其它消息的可能性。

现在将参照图3描绘如上所配置与描绘的基础设施的运行和使用的方法，图3是描绘指定适于越区切换的基站的方法300的流程图。

将首先描绘在业务信道上的软越区切换。

现参照图3和基础设施与基站的结构，模拟前端最终成功地接收第一个接入试探，且接着接收接入信道消息(步骤305)，它将被称为第一接入信道消息。基础设施开始分配导标的工作集，它们代表将在基站的前向业务信道上通过根据第一集测量的导标强度和对应的识另产生的第一工作集发射的基站，且开始设立处理呼叫的源(步骤310)

基站102接收接入信道消息之后，如果用寻呼信道越区切换和同时解调的特性，它或者指定的基站发送接入信道消息的接收的认可，该消息可是信道指定消息。信道指定消息指定第一工作集，它代表无线通信装置应调谐到的导标，用于接收它们的前向业务信道(步骤315)

在一些情况中，如，当在寻呼信道上前向链路误码时，无线电话100可在它接收接入信道消息的接收的认可之前发射另一接入试探。因此，基站102将接收另一接入信道消息(步骤320)，称为第二接入信道消息，它比第一接入信道消息指定更近的导标强度测量值和对应识别。基础设施判定是否需要为不同于基于更近的测量值的第一工作集的业务信道越区切换指定新工作集。

例如，基础设施产生第二工作集，用于根据测量的导标强度和对应识别的第二集的前向信道业务接收，比较用于前向业务信道接收的第一工作集和用于前向业务信道接收的第二工作集(步骤325)，并判定第一工作集和第二工作集是否不同(步骤330)。第一工作集和第二工作集不同，如，当它们在它们各自的导标集中指定一个或可能多个不同的导标。

当不必须有不同的工作集时，方法结束(步骤345)。当必须有不同的工作导标时，基站等到在反向业务信道上获取用户单元(步骤335)。通过根据第二集测量的导标强度和识别产生第二工作集，基础设施分配工作集信道，且开始建立处理呼叫的源(步骤340)。虽然示于步骤335之后，一旦判定工作集不同，可执行分配。

进一步，基站102在前向业务信道上发送指定第二工作集的扩展的越区切换消息(步骤340)。然后，无线通信装置能执行到第二工作集的导标的软越区切换。

现在，将描绘在寻呼信道上的软越区切换。

模拟前端最终成功接收第一个接入试探，且然后接收接入信道消息(步骤305)，它将被称为第一接入信道消息。基础设施开始分配将在它们的各个寻呼信道上发射的每个消息中识别的基站，且开始建立处理寻呼信道消息的发射的源(步骤310)。分配的基站在它们的各个寻呼信道发送寻呼信道消息，如信道指定消息(步骤315)。基于后续接入信道消息的接收，将发生同样的分配与发射。

虽然分别描绘了用于业务信道和用于寻呼信道的越区切换，初始和连续的接入信道消息能分别包括有使关联的前向业务信道能被成功解调的足够的测量的导标强度的测量的导标强度和邻居导标的对应的识别，及有使关联的寻呼信道能被成功解调的足够的测量的导标强度的邻居导标的识别。进一步，仅一集测量的导标强度和对应的识别能被包括，它们代表有使关联的前向业务信道和寻呼信道能被成功解调的足够的测量的导标强度的邻居导标。

概言之，根据本发明配置的实施方案通过向由接入试探中、且可能在接着的接入试探中的工作导标代表的基站提供基站的导标信号强度和对应的识别的信息，提供用CDMA的无线通信系统中的软越区切换。系统基础设施根据识别和导标信号强度分配基站，且在工作导标的基站和由测量的信号强度代表的邻居基站的寻呼信道上发射寻呼信号。因此，无线通信装置在CDMA的系统接入状态中，能同时解调多个基站的寻呼信道。

更进一步，基站接收基站的导标强度测量值和对应识别，且系统基础设施指定基站，以便为解调业务信道无线通信装置越区切换。

Claims (5)

1.越区切换无线通信装置的方法，用于码分多址通信系统的系统接入状态中，所述方法包括步骤：

a)判定至少一个其寻呼信道能被成功解调的邻居导标；

b)产生包括所述至少一个邻居导标的识别的接入信道消息；

c)发射所述接入信道消息；

d)指定第一接收机指到工作导标，第二接收机指到其识别被包括于所述接入信道消息中的所述至少一个邻居导标；和

e)当所述无线通信装置在所述系统接入状态时，同时解调所述工作导标和所述至少一个邻居导标的寻呼信道。

2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：重复步骤a)到c)直到接收到所述接入信道消息的接收的认可。

3.如权利要求2所述的方法，还包括步骤：

每次执行步骤c)之后，判定所述接入信道消息的接收的认可是否在第一预定的时间期间内被接收；

当所述接入信道消息的接收的认可未在所述第一预定的时间期间内被接收时，判定所述接入信道消息的预定最大数目的发射是否已被执行；和

当未执行所述接入信道消息的预定最大数目的发射时，在执行步骤b)之前，等待第二预定时间期间。

4.无线通信装置，用于无线通信系统中，所述无线通信系统包括基站，用于发射接入信道消息的接收的认可和用于发射工作集，所述无线通信装置包括：

搜索接收机，用于测量每个邻居导标的导标强度；

逻辑和控制电路，用于产生包括至少一个所述测量的导标强度的接入信道消息；和

模拟前端，用于发射所述接入信道消息；

其中，每个邻居导标的所述导标强度的测量、包括至少一个所述测量的导标强度的接入信道消息的产生和所述接入信道消息的发射被重复，直到所述逻辑和控制电路接收所述接入信道消息的接收的认可；

所述模拟前端还接收根据所述至少一个所述测量的导标强度判定的工作集。

5.基站，用于无线通信系统中，所述无线通信系统包括无线通信装置，用于重复发射包括测量的导标强度的接入信道消息，所述基站包括：

模拟前端，用于接收包括第一集测量的导标强度的第一接入信道消息，且用于接收包括第二集测量的导标强度的第二接入信道消息；和

逻辑和控制电路，用于根据所述第一集测量的导标强度产生第一工作集，并根据所述第二集测量的导标强度产生第二工作集，且用于判定所述第一工作集和所述第二工作集是否不同；

当所述第一工作集和所述第二工作集不同时，所述模拟前端发射所述第二工作集。

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