CN1207932C - 码分多址蜂窝系统中软交换越区切换方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于在CDMA通信系统中提供软交换越区切换的方法。超过预定电平的新近检测基站的导频信号强度与当前增加基站的那些导频信号强度进行比较。如果新近检测基站的导频信号强度超过预定电平,并且如果它比当前增加基站之中最弱的基站强一个规定值,则基站控制器(BSC)指示移动站舍弃当前增加基站之中最弱的基站并利用新近增加的基站和没被舍弃的先前增加的基站执行越区切换。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统,更具体地涉及使用码分多址(CDMA)技术的移动通信系统中的软交换越区切换方法。
背景技术
在通信期间,移动站的目标是在广域内移动的同时除去障碍。移动站应在线路不忙时定期重新登记空闲状态中的系统。此通信系统利用多个基站连到移动站,给每个基站分配一个特定区域。每个区域由一个基站进行管理并被称为小区。
小区是能由一个基站提供服务的最小单位区域并由许多扇区组成。此小区扩展为由基站传送系统(BTS)组成并在某些情况中包括移动站中心的基站控制器(BSC)的服务区域。
在基站工作时,通信系统管理基站与移动站终端控制器之间的通信以维持有效的无线电链路。在CDMA与宽带CDMA技术中,一个系统能同时从两个以上的基站中发送和接收传输信号。因此,一个终端站控制器能建立信道并利用两个以上的基站发送/接收信号。CDMA系统的这些功能能够从一个基站越区切换到另一基站或从基站中一个天线区域越区切换到另一区域。
控制从许多BSC中传送的信号与声音信息质量是重要的,在CDMA蜂窝与个人通信服务(PCS)系统中,采用各种越区切换方法以维持站的连续性。谈到站连续性的可靠性以及系统负载,这些越区切换程序根据所采用的方法及信号内容在效率上有所不同。
在由于移动站的移动而要求越区切换时,CDMA系统首先利用软越区切换维持呼叫的连续性,而软越区切换是在相同频率上从一个基站到另一基站的越区切换。然而,在不能执行软越区切换时,为了呼叫的连续性,不可避免地执行是频率间切换的硬切换。
通过查找应转移至的相邻小区并通过在每个基站与移动站中增加称为虚导频(dummy pilot)的补充机构使稳定的越区切换过程能够进行。即,移动站测量从每个基站中生成的导频信号强度,并在其强度达到门限时,移动站通过移到另一相邻基站即基站收发信机系统来保持通信。
移动站继续寻找从基站中传送的导频信号、识别CDMA信道的存在并且测量信道信号的强度。当移动站检测到具有足够强度的新的导频信号而不管前向业务信道时,移动站与基站执行越区切换。
在CDMA系统中,从基站传送给移动站的前向业务信道是用于传送数据或声音信号功率控制比特和信号处理信道数据等的信道。图1示出在移动站与基站之间执行越区切换时所执行的一系列步骤。如图所示,在与基站(BS)A进行通信期间,移动站连续确认从许多相邻基站中传送的导频信号的强度。
在确定相邻基站B的导频信号强度超过T_ADD,即超过用于与BSC建立信道连接的临界测量时,移动站发送导频强度测量消息(PSMM)信号给基站A(步骤10)。这里,ADD表示:通过越区切换在基站与移动终端内终端站控制器之间建立信道。
在基站A通过BSC收到PSMM信号(步骤12)时,BSC通过分配属于PSMM信号的基站B上通信信道(步骤14)完成软ADD准备。在通过BSC收到PSMM之后,基站A开始发送业务信号并获得相反方向业务信道。
为了使用基站A与B,BSC发送越区切换方向消息(HDM)给移动站(步骤16)。在与基站B的通信已通过从BSC接收HDM信号而建立(步骤18)时,移动站与基站B产生激活状态并随后发送越区切换通信消息(HCM)给BSC(步骤20)。借此,移动站建立与基站A和B通信的信道并开始使用有效站A、B。两个基站发觉:通过利用BSC接收HCM信号已完成越区切换(步骤22)。
移动站每20ms检查包括数据与声音信号和功率控制比持等的业务数据包,并随后选择具有最少循环冗余校验(CRC)差错的业务数据包。CRC通过将传送的消息划分为特定比特循环码型来检查消息上是否有错误并检查剩下的消息。
BSC同时将同一业务数据包传送给基站A和B。在移动站处于与基站和B的越区切换ADD状态中时,它同时与两个基站保持通信。正相互保持通信的两个基站称为有效站。整个过程称为软越区切换增加过程。
在基站A的导频强度不强于T_DROP时,并且在移动站正与基站A和B通信的同时在T_DROP(计时器)时间期间此状态继续时,移动站发送表示基站A上这种情况的PSMM信号给BSC(步骤24)。这里,“drop(舍弃)”表示:除去此信道。
在收到PSMM信号(步骤26)之后,BSC传送包括基站B的HDM信号给移动站,以使移动站舍弃基站A,而只使用基站B(步骤30)。在收到HDM信号(步骤28)之后,移动站通知BSC:通过在停用基站A之后传送HCM信号(步骤32)建立与基站B通信的信道。当BSC从移动站接收HCM信号(步骤34)时,它通过取消分配给基站A的业务信道除去基站A(步骤36)。这个过程称为软越区切换舍弃过程。利用此过程,移动站从基站A移动到基站B,与此同时维持稳定的通信。
在如上所述起作用的软越区切换算法中,移动站测量从相邻基站传送的所有导频信号的强度并在任一信号强度达到T_ADD与T_DROP的临界测量时通知BSC。
在CDMA系统中,编程BSC以便多达3个的基站(小区)能够同时执行软越区切换。因此,在具有多于3个基站的电磁环境中,其中这几个基站导频信号强度强于T_ADD,不能执行前面描述的舍弃或增加方法,并且BSC不执行越区切换。
图2表示在积聚多于3个小区的区域中的传送终端中心即移动终端站。如图所示,在具有拥塞无线电波的城中区域中,移动终端站能从多于3个的基站中接收无线电波。
图3a-3c表示在根据前面描述的技术移动站处于具有多于3个的积聚小区的区域中时越区切换处理。由于BSC限制为利用多达三个的基站执行软越区切换,所以通过所示的处理执行越区切换。
图3(a)利用基站A、B与C表示处于增加状态中的移动站40。图3(b)表示在来自基站D的导频信号强度强于基站A的强度的位置中的移动站40,但在移动站40移到基站D的服务区域时基站A的信号仍强于最小临界测量T_ADD。由于移动站40已从3个基站中接收信号,所以它不能执行越区切换,即使候选组中的导频信号强度比先前激活区域的导频信号强度强得多。在这种情况中,候选组即基站D的信号干扰其他参与者。
图3(c)表示移动站40已移到更靠近基站D区域的情形,并且基站D的导频信号强度变得强于T_ADD,和基站A的导频信号强度持续低于时间T_DROP(计时器)的T_DROP,而且BSC舍弃基站A并增加基站D。
图4表示移动站40的标准越区切换活动。如图所示,在终端40从基站A向基站B移动时,基站A的信号强度随时间降低,而基站B的信号强度增加。在基站B的信号强度逐渐增加并且它达到T_ADD时,越区切换开始。这是ADD处理。在此状态中,移动终端40正同时由两个基站A与B提供服务。如果移动终端40移入基站B区域并且基站A的导频信号强度降至T_DROP,移动站在基站A的导频信号强度在时间T_TDROP期间持续低于T DROP时请求舍弃基站A。这是“舍弃”处理。
基站传送系统(BTS、小区)能执行两个扇区的较软增加,即通过扇区间的软越区切换执行信道建立。BSC能给3个基站系统提供服务。在较软越区切换出现在小区中2个扇区之间时,BTS组合来自移动站的2条路径并通过2个分配信道利用此站接收/发送。BSC分配在3个BTS的每一个BTS上的端口并每隔20ms选择最少CRC差错的业务数据包。每个BTS包括2个扇区,于是,在同时出现较软与软越区切换时,能最多分配6个有效站。
移动站从有效站中选择最少差错信号,并随后根据从有效站发送的多个信号的到达顺序只解调3个信号。
移动站不能改变有效站,除非先前有效站中的导频信号满足舍弃条件,即导频信号低于T_DROP或基站命令舍弃。如果增加失败,即使在导频信号强度是T_ADD时请求越区切换,移动终端在导频信号强度超过T_COMP之后再次发送导频信号测量消息(PSMM)。
利用前面叙述的技术,不能同时在多于3个的基站区域中进行越区切换。因此,如果在3个以上的小区重叠的区域中,先前3个有效站的强度超过T_ADD,即使导频信号测量消息(PSMM)再次进行发送并且其结果是候选组的强度变为T_ADD+COMP,也不能接受移动站的切换请求。
因此,移动站在它已从3个基站接收信号时不能执行越区切换,即使候选组中的导频信号强度比先前激活站的导频信号强度强T_COMP。因此,候选组的信号干扰其他参与者。换句话说,在BSC不能执行新候选者的越区切换时,只要延迟越区切换,这就导致对目标小区干扰增大。
移动站中每次呼叫的有效站越区切换数量应最小化;然而,在具有多于3个的小区的区域中可能需要另外的越区切换。
由于导频信号强度能不规则地分布在小区半径小的城中区域中,所以越区切换可能出现在目标小区中心。在这种情况中,可能出现呼叫中断或通信质量降低。
发明内容
本发明的目的是提供软交换越区切换方法来解决由于导频信号强度在小区半径小的城中区域中不规则分布而中断呼叫或降低通信质量的问题。
根据本发明的CDMA系统中软交换越区切换方法的一个实施例包括以下步骤:
如果至少有一个新基站具有超过预定电平的导频信号强度,并且如果其导频信号强度比当前增加基站的导频信号强度之中最弱的导频信号强度强一个规定的值,则舍弃当前增加基站之中具有最弱导频信号强度的基站;
将新基站和所舍弃的基站之中具有最强导频信号强度的新基站加到当前增加的基站。
而且,在此方法中预定电平最好为T_ADD和规定值为T_COMP,并且在新基站与所舍弃的基站之中选择用于增加的候选基站。
而且,在此方法中候选基站数量是6至最大值,并且能增加给移动站的基站数量是3至最大值。
而且,此方法也最好还包括步骤:从基站控制器发送导频测量请求命令给移动站;和从移动站发送导频信号强度测量消息给基站控制器;以及由移动站将超过预定电平的所有检测到的基站的导频信号强度报告给基站控制器。
根据本发明的COMA系统中软交换越区切换方法的另一实施例包括以下步骤:
如果至少有一个新基站具有超过预定电平的导频信号强度,并且如果其导频信号强度强于当前增加基站的导频信号强度之中最弱的导频信号强度,则舍弃当前增加基站之中具有最弱导频信号强度的基站;
将新基站和所舍弃的基站之中具有最强导频信号强度的新基站加到当前增加的基站。
使用软交换越区切换方法的CDMA系统的一个实施例包括:
移动站,检测新基站的导频信号强度;
基站控制器,从移动站将有关超过预定电平的导频信号强度的报告给此基站控制器,并且此基站控制器将它与当前增加基站的导频信号强度进行比较,以及舍弃当前增加基站之中具有最弱导频信号强度的基站,如果当前增加基站之中最弱的导频信号强度弱于所报告的基站之中最强的导频信号强度的话;和
基站传送系统,连接到基站控制器。
附图说明
本发明的其他目的和优点将通过阅读下面详细解释和参见下面附图更为清楚。
图1表示在移动站与基站之间执行的软越区切换方法的流程图;
图2表示位于其中3个以上的小区是重叠的区域中的移动站;
图3a-3c表示位于多于3个的小区重叠的区域中的移动站的现有技术越区切换方法处理;
图4表示从移动站来看的越区切换的标准坐标;
图5a-5b表示根据本发明的位于其中3个以上的小区是重叠的区域中的移动站的越区切换方法的过程;和
图6表示根据本发明的软交换越区切换方法的程序。
具体实施方式
虽然本发明可以进行各种修改并采用可选择形式,但其具体实施例通过示例在图中示出并在此详细进行描述。然而,应理解:不打算将本发明限制为所公开的具体形式,而相反地本发明将覆盖落入由所附权利要求书定义的精神与范围内的所有修改、等效物和替换物。
根据本发明的软交换越区切换方法的一个优选实施例通过连续检测新的相邻基站导频信号强度和舍弃当前增加基站(当前在有效状态中的基站)之中最弱的基站以及从由所舍弃的基站与新近检测基站组成的候选组中增加新的相邻基站来保持最佳越区切换条件。
在CDMA系统中移动站从新的相邻基站接收导频信号和检测其导频信号强度并确认是否有至少一个基站,其导频信号强度超过预定电平,例如T_ADD。为此,移动站传送PSMM给BSC(图6的S1)。在图6中,基站A、B与C是当前增加而D新近检测的。
如果确认结果是没有导频信号强度大于预定电平的基站,则不改变当前增加的基站。如果至少有一个新的相邻基站的导频信号强度大于预定电平,并且如果它没有超出当前增加基站的导频信号强度之中最弱的导频信号强度一个规定的值,例如T_COMP,则当前增加基站也不改变。然而,如果至少有一个新的相邻基站的导频信号强度大于预定电平,并且如果它比当前增加基站的导频信号强度之中最弱的导频信号强度要强一个规定的值,则舍弃当前增加基站之中最弱的基站。为此,BSC将HDM传送给移动站(S2),而移动站利用HCM应答BSC(S3)。
移动站将超过预定电平的所有相邻基站的导频信号强度报告给基站控制器。为此,BSC发送导频信号测量请求命令(PMRO)给移动站(S4),其中包括所舍弃的基站的所有报告的相邻基站数量是6至最大数,并且移动站利用PSMM应答BSC(S5)。而且在新基站和所舍弃的基站之中选择用于增加的候选者。一个候选组由候选者组成。此外要增加给移动站的基站数量是3至最大数。
移动站根据BSC的指令增加候选组中具有最强导频信号强度的新基站。为此,BSC发送HDM给移动站(S6),并且移动站利用HCM应答BSC(S7)。
根据步骤S6与S7,新近增加小区D,并根据上述步骤S1-S7执行软交换越区切换。
在根据本发明的CDMA系统中软交换越区切换方法的另一优选实施例中,移动站从新的相邻基站中接收导频信号,并检测其强度和确认是否有导频信号强度超过例如T_ADD的预定电平的基站,为此,移动站传送PSMM给BSC(图6的S1)。在图6中,基站A、B与C是当前增加的基站,而D是新近检测的基站。
如果确认结果是没有基站具有超过预定电平的导频信号强度,则不改变当前增加的基站。如果至少有一个新的相邻基站具有超过预定电平的导频信号强度并且此新相邻基站的导频信号强度不强于当前增加基站之中最弱的导频信号强度,则也不改变当前增加的基站。然而,如果至少有一个新相邻基站具有超过预定电平的导频信号强度并且此新相邻基站的导频信号强度强于当前增加基站之中最弱的导频信号强度,则舍弃当前增加基站之中最弱的基站。为此,BSC传送HDM给移动站(S2),并且移动站利用HCM应答BSC(S3)。
移动站将其导频信号强度超过预定电平的所有相邻基站的导频信号强度报告给基站控制器。为此,BSC发送导频信号测量请求命令(PMRO)给移动站(S4),其中所有报告的相邻基站数量是6至最大值,并且移动站利用PSMM应答BSC(S5),其中包括所舍弃基站的所有报告的相邻基站数量是6至最大值,而且移动站利用PSMM应答BSC(S5)。以及在新基站与所舍弃基站之中选择用于增加的候选者。一个候选组由候选者组成,并且要增加给移动站的基站数量是3至最大值。
移动站根据基站控制器的指令增加所报告的基站之中具有最强导频信号强度的新基站。为此,BSC发送HDM给移动站(S6),并且移动站利用HCM应答BSC(S7)。
如前面所解释的,软交换越区切换连续执行T_DROP和T_ADD。本发明软交换越区切换方法通过选择和增加频率重叠区域中具有最佳导频信号强度的小区来保持最佳越区切换条件。利用具有最佳导频信号强度的小区的快速软越区切换减少相邻小区上的相互干扰。
通过减少所执行的软越区切换数量,可降低系统负载,结果在目标小区中间越区切换出现的概率降低,并且越区切换成功的概率和通信质量增力。
本发明的软交换越切换方法能在包括移动站与基站控制器以及连到基站控制器的基站传送系统的CDMA系统中执行,其中移动站检测新基站的导频信号强度,从移动站将超过预定电平的导频信号强度报告给基站控制器,而基站控制器比较所报告的导频信号强度与当前增加基站的导频信号强度,并且在最弱的导频信号强度弱于所报告的导频信号强度之中最强的导频信号强度时舍弃当前增加基站之中具有最弱导频信号强度的基站。
Claims (19)
1.一种用于在移动站检测来自新基站的导频信号强度时在CDMA系统中软交换越区切换的方法,此方法包括以下步骤:
如果至少有一个新基站具有超过预定电平的导频信号强度,并且如果所述新基站的导频信号强度比所述当前增加基站的导频信号强度之中最弱的一个强度强一个规定值,则舍弃当前有效基站之中具有最弱导频信号强度的基站;
增加所述新基站与所述舍弃基站之中具有最强导频信号强度的一个新基站到所述当前增加的基站。
2.根据权利要求1的软交换越区切换方法,其中所述预定电平是T_ADD。
3.根据权利要求1的软交换越区切换方法,其中所述规定值是T_COMP。
4.根据权利要求1的软交换越区切换方法,其中在所述新基站与所述舍弃的基站之中选择用于所述增加的候选者。
5.根据权利要求4的软交换越区切换方法,其中所述候选者数量是6至最大值。
6.根据权利要求1的软交换越区切换方法,其中能增加给所述移动站的基站数量是3至最大值。
7.根据权利要求1的软交换越区切换方法,还包括步骤:从所述基站控制器发送导频信号测量请求命令给所述移动站。
8.根据权利要求1的软交换越区切换方法,还包括步骤:从所述移动站发送导频信号强度测量消息给所述基站控制器。
9.根据权利要求1的软交换越区切换方法,还包括步骤:由所述移动站将超过所述预定电平的所有检测基站的导频信号强度报告给所述基站控制器。
10.一种用于在移动站检测来自新基站的导频信号强度时在CDMA系统中软交换越区切换的方法,此方法包括以下步骤:
如果至少有一个新基站具有超过预定电平的导频信号强度并且如果所述新基站的导频信号强度强于所述当前增加基站的导频信号强度之中最弱的一个信号强度,则舍弃当前增加基站之中具有最弱的导频信号强度的基站;
增加所述新基站与所述舍弃基站之中具有最强导频信号强度的一个新基站到所述当前增加的基站。
11.根据权利要求10的软交换越区切换方法,其中所述预定电平是T_ADD。
12.根据权利要求10的软交换越区切换方法,其中在所述新基站与所述舍弃基站之中选择用于所述增加的候选者。
13.根据权利要求12的软交换越区切换方法,其中所述候选者数量是6至最大值。
14.根据权利要求10的软交换越区切换方法,其中能增加给所述移动站的基站数量是3至最大值。
15.根据权利要求10的软交换越区切换方法,还包括步骤:从所述基站控制器发送导频信号测量请求命令给所述移动站。
16.根据权利要求10的软交换越区切换方法,还包括步骤:从所述移动站发送导频信号强度测量消息给所述基站控制器。
17.根据权利要求10的软交换越区切换方法,还包括步骤:由所述移动站将超过所述预定电平的所有检测基站的导频信号强度报告给所述基站控制器。
18.一种使用软交换越区切换方法的CDMA系统,此系统包括:
移动站,检测新基站的导频信号强度;
基站控制器,从所述移动站将超过预定电平的所述导频信号强度报告给此基站控制器,而此基站控制器比较所述报告的导频信号强度与当前有效基站的导频信号强度,并在最弱的导频信号强度弱于所述报告的导频信号强度之中最强的一个信号强度时舍弃所述当前增加基站之中具有所述最弱导频信号强度的基站;和
基站传送系统,连接到所述基站控制器。
19.根据权利要求18的使用软交换越区切换方法的CDMA系统,其中所述预定电平是T_ADD。
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