CN1237870A - 码分多址蜂窝式系统中越区切换的控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装置，用于有效地提供最新的邻居列表给服务于无线蜂窝式电信呼叫中的基站。测量诸基站周围信号强度的移动站需要此邻居列表，为的是从诸基站中确定移动站能够接收到强信号的那些基站。当一个基站从另一个基站接收修订的邻居列表时，它就从另一个基站接收到修订的邻居列表，它接收到识别那个修订的邻居列表是何时建立的时间标记。此后，当从一个基站发送数据请求时，它就随那个时间标记一起发送。

Description

码分多址蜂窝式系统中越区切换的控制

本发明涉及蜂窝式无线电信系统中控制越区切换的方法和设备。

近年来，一种最流行类型的蜂窝式无线系统是基于利用蜂窝式移动站与基站之间码分多址(CDMA)通信的系统。CDMA方法的优点是，与其他类型的蜂窝式系统比较，在给定的射频频带中可以容纳更多的话音信道。

所有服务于移动站的蜂窝式系统必须准备适应这样的情况，其中移动站移出服务于该移动站的基站范围和移入另一个基站的范围。在这些情况下，此移动站被“越区切换”到别的基站。在CDMA的情况下，已发现当移动站被两个或更多个基站服务时，需要利用包含一段时间的软越区切换，在这段时间内，移动站和移动交换中心选择来自诸基站中最强的信号。现有的系统有这样的装置，允许高达六个基站同时为一个呼叫服务；这在以下情况中是特别有用的，其中移动站处在山区地带，或在许多高楼之间行驶，且其中高楼或山区干扰了服务于该呼叫的一些基站的传输。

通常指定一个主基站来控制该呼叫，并分析从移动站接收到的测量信息，为的是决定哪些基站应该添加到服务于该呼叫中，和哪些基站可以从服务于该呼叫中脱离。主基站根据从移动站接收到的测量信息作出这个决定；当来自其他基站的信号变得较强时和/或当来自服务的基站信号变得较弱时，移动站测量正在服务于该呼叫或可以要求服务于该呼叫的所有邻近基站的强度。

每个基站保留一份邻近基站的列表，这些邻近基站是当前正在被那个基站服务于呼叫的潜在候选对象。这份列表包含每个邻近基站的身份，网络地址，和其他特性。基站送出一份邻近基站身份的列表给移动站，指令它定期地测量其中每个邻近基站的信号强度。当移动站向此基站报告信号强度的测量结果时，基站利用邻居列表中的其他信息作出越区切换的决定并完成越区切换。当多个基站正在服务于一个呼叫时，主基站需要一份涉及该呼叫每个基站的全部邻近基站列表，以及它自身的列表。当一个基站添加到服务于该呼叫中时，主基站把来自服务于该呼叫每个基站的邻近基站列表合并成单个列表，并发送这个新的组合列表给移动站。同样地，当一个基站从服务于该呼叫中脱离时，主基站就不考虑此脱离基站的邻居列表，并送出新的列表给移动站，此列表中只包含仍然正在服务于该呼叫的那些基站的邻近基站。

诸基站之间经数据链路互相通信，这些数据链路连接到服务于基站的移动交换中心。若基站需要与另一个移动交换中心服务的其他基站通信时，就利用基站与各自服务的移动交换中心之间的链路，以及利用移动交换中心之间的互连的另一条数据链路进行互连。

每个基站的邻居列表是由经移动交换中心的技术员输入来管理的。邻居列表可以时常变化，因为获得了认识到哪些基站可以作为基站服务的主要区域内移动站的经验，因为调整了系统参量以提高系统性能，因为添加了补充的基站到系统中以适应系统扩展，以及因为区域内的业务或用途分布情况发生了变化。主基站需要有涉及呼叫的所有其他基站最新版本的邻居列表的入口，为的是通知邻近基站综合列表的移动站去测量，以及为的是作出越区切换的决定。一种使主基站得到其他基站的邻居列表数据的可能方法是，下载一份来自每个基站的邻近基站的邻居列表副本给每个基站。采用这种方法，每当一个基站的邻居列表数据是由技术员输入改变时，MSC就必须保证，一份最新列表副本下载到需要它的所有其他基站。这种方法有几个缺点。由于三个或更多个基站可能同时服务于一个呼叫，主基站可能需要来自另一个基站的邻居列表，它不是其直接的近邻，而是其近邻的近邻。这就很难准确地确认给定基站可能需要有的那组完全的邻居列表。在许多邻近基站处保持每个基站的邻居列表副本也是很复杂的，特别是，当诸邻近基站是在不同的MSC内。克服这些问题的另一种方法已被现有技术实现了。在此现有技术中，当一个基站添加到一个呼叫中时，随每个确认的越区切换请求消息，添加的基站给主基站发出其邻居列表。因此，对于一个给定的呼叫，主基站总是从服务于该呼叫的每个其他基站接收到一个最新的邻居列表数据副本。

在CDMA蜂窝式电信系统中现有技术的问题是，通过基站与移动交换中心之间互连的数据链路的数据业务量非常高，尤其是，在许多呼叫过程中发生多个越区切换的时候。

申请人已经认识到，加载到数据链路上的大部分业务量是用于提供邻居列表信息给与呼叫有关基站的业务量。主基站需要一个其自己的邻近基站和当前服务于该呼叫的所有其他基站的邻近站的全部列表。在现有技术中，这个信息是随每个越区切换请求消息的确认，通过发送一个邻居列表提供的。

按照申请人的发明，其中每个基站建立一个其他基站邻近小区的数据库，或越区切换呼叫到那里，或从那里越区切换呼叫，所以，若此数据库是最新的，就不需要在每次呼叫上发送邻近基站的身份，以上问题基本上得到缓解，比现有技术有了进步。任何特定基站邻居列表的有效性是由时间标记所确定，此时间标记伴随着那个基站最近更新的邻居列表。当做出越区切换请求时，主基站在其越区切换请求的消息中发出时间标记；若那个时间标记事实上是接收越区切换请求的基站最近更新的邻居列表时间标记，则该基站不必送出这个呼叫的邻居列表。若那个时间标记与接收越区切换请求消息的基站时间标记不一致，则该基站发送其自己的(本机基站)邻居列表，一个最新的列表，返回到主基站。有利的是，这种装置要求，只有在邻居列表被更新时才发送。

按照申请人发明的一个特征，其他基站所有存储的邻居列表时间标记定期地被复位到零，所以，在这些邻居列表中的任何差错就会被对第一次查询的新响应所清除。在申请人的优选实施例中，这个复位约每15分钟发生一次。

按照申请人发明的另一个特征，多个时间标记送到参与越区切换呼叫的第三个或更高的基站。多个时间标记是存储在主基站中，已参与该呼叫的其他基站邻居列表的时间标记。若接收的基站在其自己的数据库中有服务于该呼叫的另一个基站邻居列表的时间标记，它小于接收的时间标记，则那个基站从该基站得到一个邻居列表，其中接收的时间标记指出，其自己的邻居列表数据库项是过时的。有利的是，这种装置允许最近添加的基站有这样的邻居列表，它至少与主基站邻居列表是同样最新的，所以，允许最近添加的基站可以作为主基站，若来自主基站的信号变得足够弱，就不需要把此主基站作为服务于该呼叫的基站之一。

图1是方框图，表示一种CDMA缝窝式系统；

图3是流程图，说明接收越区切换请求的基站的操作；

图2和4是流程图，描述按照本发明由一个主基站和一个基站完成的动作，此基站是在越区切换情况下添加到服务于该呼叫中去的；和

图5是每个基站中完成动作的流程图，以保证邻居列表数据库的完整性。

图1是利用申请人发明的系统方框图。移动站20正在受两个基站5和6的服务。这两个基站加上第三个基站7反过来又受移动交换中心1的服务。每个基站通过一条数据链路(分别是基站5,6，和7的数据链路10,11，和12)和携带用户话音和数据的多个用户业务信道连接到移动交换中心，通过三个基站的三条链路21,22，和23传送用户话音和数据。此外，每个基站有一个控制器和数据库4。在程序控制下工作的控制器控制基站的运行；数据库保持邻居列表和与每个邻居列表项有关的时间标记的数据。图1还画出第二个移动交换中心，它通过数据链路14和多个话音信道24连接到另一个基站8。移动交换中心(MSC)1和2由数据链路13互连，此数据链路13允许数据消息，例如，从基站5经数据链路10,13和14传送到基站8。MSCs1和2还由多个用户业务信道25互连。图1还画出，移动交换中心1有数据开关30，用于从数据链路10,11,12和13之一接收到的消息切换到这些数据链路中的另一条，或用于在移动交换中心内终止这个消息。数据开关还传送来自移动交换中心的消息到这些数据链路之一。移动交换中心还有一个话音开关31，把通过话音链路21，22,23，和25之一接收到的话音信号切换到这些话音链路中的另一条或公共交换电话网34，和用于做相反的连接。

为了实现申请人的发明，在诸基站之间交换的消息是图1上的消息40,45,50,55,60,65，和70。这些消息的符号是，“T”代表时间标记，“L”代表邻居列表，在时间标记或邻居列表之后的两个数字代表存储了时间标记或邻居列表的基站身份和正在存储时间标记或邻居列表的基站身份。当这两个数字相同时(如在消息45和70中)，相邻时间标记和邻居列表是指邻居列表的基站(即，本机基站)的时间标记和邻居列表。

消息40代表越区切换请求消息。此消息正在引向基站6，它包含存储在基站5中基站6数据的时间标记(区段41)。其响应是两个消息45和50中之一。若时间标记T-56指出最新的数据，即，若T-56等于T-66，后者是本地站时间标记，则送出消息50，它是没有邻居列表和时间标记的确认。若T-56小于T-66，则送出消息45，它包含最新的邻居列表L-66(区段46)，和最新的时间标记T-66(区段47)。

消息55是第三个基站正在添加到软越区切换连接的情况下的消息。请求消息55包含存储在基站5中的基站6和7数据的时间标记(分别是区段56和57)。在此情况下，让我们假设，基站5中的基站7数据是最新的，即，T-57等于T-77，基站7的本机站邻居列表数据的时间标记。所以，确认消息60并不包含邻居列表和时间标记。然而，假设区段56送到基站7的时间标记T-56大于T-76，基站7中存储的基站6数据的时间标记。在此情况下，基站7送出一个查询消息到基站6，此查询消息包含确定请求基站的识别区段66。基站6以消息70响应于请求的基站7，此消息包含最新的本机基站邻居列表数据L-66(区段71)和对应的时间标记T-66(区段72)。

注意，消息55并不包含时间标记T-55。这是不必要的，因为多个时间标记消息的目的是允许最近添加的基站在万一主基站脱离该呼叫情况下能够接替为主基站。在这个例子中，主基站是基站5，所以，若基站5脱离该呼叫，基站7接替为主要的作用，基站7就没有必要有基站5用于该呼叫的最新邻居列表，因为基站5不再服务于该呼叫。还要注意，基站6并不接收时间标记消息55，因为若基站5脱离该呼叫，基站6不接替为主基站的作用，这个作用现在是由基站7担任。

图2是流程图，说明主基站中完成的操作。主基站从移动站接收信号强度测量数据(动作块201)。主基站评估测量数据以确定该移动站是否从另一个基站接收到足够的信号强度，使得别的基站应当添加到服务于该呼叫中去。如果是这样，主基站发送一个越区切换请求，包括接收基站邻居列表的主基站数据库中存储的时间标记(动作块203)。主基站接收一个确认消息。若那个确认消息包含邻居列表，则主基站更新确认基站的邻居列表，并更新与那个列表一起接收的时间标记(动作块205)。在完成越区切换以后，主基站合并现在服务于该呼叫的所有基站邻居列表，包括刚才添加到该呼叫中的基站邻居列表，并发送合并的列表给移动站(动作块207)。

图3是流程图，说明接收越区切换请求的基站操作。那个基站从主基站接收越区切换请求(动作块301)。若接收基站的时间标记小于那个接收基站邻居列表的本地时间标记，则在确认消息中把最新的邻居列表和最近的时间标记发送回主基站(动作块303)。此外，若接收基站是正在服务于该呼叫的第三个，第四个，第五个或第六个基站，则请求消息包含存储在主基站中其他基站的时间标记。若接收到的其他基站时间标记大于为这些其他基站存储的时间标记，这说明那些基站的邻居列表信息不是最新的，则接收越区切换请求的基站从其数据库是过时的那些基站得到一个最新的邻居列表和时间标记(动作块305和307)。这是通过送出一个请求更新邻居列表和时间标记的请求消息而接收到的。对这个请求的响应包括存储在请求的基站中最新的邻居列表和时间标记。

图4说明基站完成的过程，该基站接收动作块305中发送的查询。该基站接收查询消息(动作块401)。它发送包括其本机邻居列表和相关的时间标记的响应(动作块403)。

图5说明设计成清除每个基站的邻居列表数据库中差错的申请人发明特征。定期地，使不同于存储基站邻居列表的每个邻居列表的时间标记复位，从而使它最终小于拥有邻居列表的基站的时间标记(动作块401)。此后，每当任何主基站送出一个越区切换请求时，或每当任何其他基站接收一个包含其他基站时间标记的越区切换请求时，适合的邻居列表就用该时间标记和拥有邻居列表的基站邻居列表的最近内容加以更新。

以上描述属于申请人发明的一个具体优选实施例。对于普通的专业人员而言，许多其他的装置是显而易见的。所以，本发明只受所附权利要求书的限制。

Claims (5)

1．在无线蜂窝式CDMA电信系统中，一种获得软越区切换期间被添加以服务于呼叫的基站的邻居列表的方法，此方法包括的步骤有：

在每个基站中存储多个基站的邻居列表和相关的时间标记；

对检测到需要为软越区切换添加另一个基站的响应是，发送一个包括该基站存储的邻居列表的时间标记的请求消息，请求是向该基站提出的；

若接收越区切换请求的基站有其自己邻居列表的时间标记，它与接收的请求消息的时间标记相同，则发送一个不包含邻居列表的确认消息；

若接收越区切换请求的基站有其自己邻居列表的时间标记，它大于接收的越区切换请求消息的时间标记，则在确认消息中把为该基站存储的邻居列表和时间标记发送到送出请求消息的基站，该基站正在发送确认消息；和

对在确认消息中接收邻居列表和时间标记的响应是，存储那个邻居列表和时间标记作为数据库项，用于发送确认消息的基站。

2．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤：

每当添加第三个或更高编号的基站用于同时服务于一个呼叫时，发送服务于该呼叫的每个其他基站的时间标记到被添加的基站中；

被添加的基站从当前服务于该呼叫的任何基站请求一个邻居列表，其中服务于该呼叫的基站数据库中的时间标记小于那个从主服务基站接收的基站时间标记时，从任何这样的基站中请求一个更新的邻居列表。

3．按照权利要求2的方法，还包括以下步骤：

当服务于该呼叫的主基站从服务于该呼叫中脱离时，把服务于该呼叫的主基站作用指定给最近添加的服务于该呼叫的基站中，因此，新的主基站自动地具有该呼叫的更新的邻居列表数据库。

4．按照权利要求1的方法，还包括以下步骤：

除了本机基站邻居列表的时间标记以外，定期地减小基站数据库中所有邻居列表项的时间标记。

5．在无线蜂窝式CDMA电信系统中，用于基站的设备，包括：

多个基站的邻居列表数据库，每个邻居列表项有相关的时间标记；和

在程序控制下运行的处理器装置，用于：

对检测到需要为软越区切换添加另一个基站的响应是，从服务于该呼叫的主基站中发送一个包括该基站的存储的邻居列表的时间标记的请求消息，请求是向该基站提出的；

若接收越区切换请求的基站有其自己邻居列表的时间标记，它与接收的请求消息的时间标记相同，则从不包含邻居列表的基站中接收一个确认消息；

若接收越区切换请求的基站有其自己邻居列表的时间标记，它大于接收的越区切换请求消息的时间标记，则在为送出请求消息的该基站指定的确认消息中，接收为该基站存储的邻居列表和时间标记，该基站正在发送确认消息；和

对在确认消息中接收邻居列表和时间标记的响应是，存储那个邻居列表和时间标记作为数据库项，用于发送确认消息的基站。

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