CN1247683A - 在移动电话系统中合并导频相邻表的方法和装置 - Google Patents

在移动电话系统中合并导频相邻表的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种码分多址(CDMA)通信系统中因地形产生虚假信号强度指示而需要合并导频相邻表的方法和装置。合并表首先通过测量移动站接收的导频信号强度和相位延迟并将该信息报告给移动电话交换局(60)来实现。产生的相邻表并集(60)作为与所述接收的导频信号相应的所有预定相邻表的并集。相邻表并集中的每一成员或基站是通过考虑每一成员被包括在每一接收的导频预定相邻表中的经常程度和该信号的信号强度的加权函数来工作的。相对权重随后被排序(95);并且最高等级成员形成一个相邻表更新消息(105),直至预定的成员数。

Description

在移动电话系统中合并导频相邻表的方法和装置
                         发明背景
I.发明领域
本发明涉及移动通信系统。更确切地说，本发明涉及将导频相邻表(pilotneighbor list)合并从而向移动通信单元提供一个相邻基站表的方法和装置，用来在如码分多址(CDMA)蜂窝通信系统中识别可能的越区切换候选者。
II.相关领域的描述
码分多址(CDMA)调制技术是便于在有大数量系统用户之间进行通信的几种技术中的一种技术。在多址通信系统中采用CDMA技术见标题为“SPREADSPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USINGSATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATER”的美国专利4,901,307(简称’307专利)，以及标题为“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNALWAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”的美国专利5,103,459(简称为’459)，二专利已转让给本发明的受让人，在此引述供参考。
在’307和‘459专利中，所揭示的多址技术涉及大量的移动电话系统用户，每一用户具有一个收发机，他们用码分多址(CDMA)扩展谱通信信号通过卫星转发器或地面基站(也称为基站或区站)进行通信。采用CDMA技术使得与采用其他的多址技术相比具有高得多的频谱效率。
在典型的CDMA蜂窝通信系统中，每一基站发射一个“导频载波”信号，或者简称为导频信号。导频信号是一个未经调制的、直接序列扩展谱信号，该信号是由每一基站用公共伪随机噪声(PN)扩展码在所有时刻发射的。导频信号使得移动站能够除了提供相干解调的相位基准和基站之间进行越区切换判断的信号强度比较基准以外还得到初始系统同步，即，定时。
导频信号是由每一基站用相同的PN扩展码但具有不同的PN偏移来发射的。例如，本发明中，导频信号扩展码是一个长度为215的PN码。本例中，有511个与零偏移不同的偏移，这里的偏移是以64个PN码片为增量的。正是这一PN偏移使得移动站可以鉴别一个个的导频信号，从而将发射这些信号的基站区别开来。采用相同的导频信号码使得移动站可以通过搜寻所有的导频信号码相位来找到系统定时同步。当对每一PN偏移作相关处理，就能容易鉴别所决定的最强的导频信号。所鉴别的导频信号通常对应于最近的基站所发射的导频信号。然而，由于地形的原因，不会总是这样的。这一现象就使得产生了下述生成“相邻表更新消息(Neighbor List Update Message)”的本发明的方法。导频信号搜寻技术的细节见美国专利5,577,022(简称为’022专利)，其标题是“PILOT SIGNALSEARCHING TECHNIQUE FOR A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM”，该专利已转让给本发明的受让人，在此引述供参考。
每一基站还发射一个同步信道信号，该信号是一个由基站用来获取辅助同步、系统时间和其他开销控制信息的调制、编码、交错、直接序列、扩展谱信号。诸如系统标识、网络标识、导频PN序列偏移指数、长码状态、当前系统时间与其他的时间参数和寻呼信道数据速率之类的参数是在同步信道上发射的。应当注意，导频PN序列偏移指数识别相对零偏移导频PN序列的一个偏移值。用与导频信道相同的导频PN序列偏移对同步信道去扩展。
每一基站还在一个或多个寻呼信道上发射一个寻呼信号。寻呼信号是经调制的、交错的、扰频的(scrambled)的、直接序列的扩展谱信号，该信号含有控制和开销信息。寻呼信道用作传送全球的和移动站专用命令，包括寻呼(page)。寻呼信道上传送的开销消息包括系统参数消息，它包含通用系统和基站开销信息；访问参数消息，它包含访问系统时将由移动站在访问信道上使用的信息；以及向移动站标识相邻基站的导频信号PN序列偏移的“相邻表更新消息”。同步信道发射的长码状态消息由移动站用来对寻呼信道扰频的信号进行反扰频。与同步信道信号一样，寻呼信道信号用与导频信道相同的导频PN序列偏移被扩展和去扩展。
每一基站在众多业务信道中选出的一个信道上将用户信息发送到要求的移动站。因此，每一移动站有一个特定的业务信道用于接收特定移动站的信息。业务信道信号是在各个业务信道上传送到移动站的经调制的、交错的、扰频的、直接序列的扩展谱信号。同步信道消息接收的信息由移动站用来对业务信道扰频的信号进行去扰频。
用于基站各个信道的调制方案的进一步的细节见’459专利中的描述。
本CDMA系统中，移动站采用多个接收器或分集接收方式来克服多径衰落的问题。采用分集接收器，移动站同时对给定基站传送但已经沿不同传播路径传播的多个信号进行解调。将多个解调的估计组合起来，提供一个改进的数据估计。分集接收器的一个例子见转让给本发明的受让人并在此引述供参考的、标题为“DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”的美国专利5,109,390(简称为’390专利)。移动站中的分集接收还使得它能够同时(例如移动站在小区之间过渡时)与一个以上的基站进行通信。这是一个重要的软越区切换的概念，将在下面讨论。
越区切换是一个总称，用来描述一个过程，该过程使得当移动站通过一个以上的覆盖区或小区时，移动站和基站控制器即人们所知的移动电话交换局(MTSO)之间的通信得以继续。传统的蜂窝电话系统中，越区切换方案使得呼叫在移动电话跨越两个小区之间的边界时得以继续。当处理呼叫的小区基站注意到来自移动电话的接收信号强度低于预定的阈值时，启动从一个小区到另一小区的越区切换。低信号强度指示意味着移动电话靠近小区边界。当信号电平落到预定阈值以下时，基站请求系统控制器判断相邻基站接收的移动电话信号的信号强度大于当前基站接收的信号强度。
系统控制器根据当前基站询问将提出越区切换请求的消息发送到相邻基站。与当前基站相邻的基站采用特别的扫描接收器，在特定的信道上寻找来自移动电话的信号。如果有一个相邻的基站向系统控制器报告了一个合适的信号电平，则就进行越区切换。
当在新的基站中选择使用的信道并集中的一个空闲信道时，启动越区切换。将控制消息发送到移动电话，命令它从当前信道转换到新的信道。同时，系统控制器将呼叫从第一个基站转换到第二个基站。上述越区切换即人们知道的“硬”越区切换，因为当呼叫从第一个基站传送到第二个基站时，呼叫进行中是没有重叠(overlap)的。硬越区切换的交换功能可以被认为是一种“先断后连”接续。
相反的是在现代CDMA系统中使用的软越区切换方法。这样的方法见标题为“MOBILE STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULARCOMMUNICATIONS STSTEM”的美国专利5,267,261(简称为’261)专利，以及标题为“METHOD AND SYSTEM OF PROVIDING A SOFT HANDOFF INCOMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”的美国专利5,101,501(简称为’501专利)，二专利已转让给本发明的受让人，在此引述供参考。
在采用移动方式的软越区切换中，移动站一直在搜寻强导频信号。为了使搜寻导频信号的过程连成一个整体，定义四组不同的导频偏移：工作组(Active Set)、候选组(Candidate Set)、相邻组(Neighbor Set)和剩余组(Remaining Set)。工作组表示移动站正与之进行通信的那个(或那些)基站或那个(或那些)扇区。候选组表示基站处已经接收到导频信号的那个(或那些)或那个(或那些)扇区，且具有足够的信号强度而使它们成为工作组的成员，但还未由基站放置在工作组内。相邻组表示可能与移动站建立起通信的候选者的那个(或那些)基站或那个(或那些)扇区。剩余组表示除了工作组、候选组和相邻组中目前的那些导频偏移以外，系统中具有所有其他可能的导频偏移的那个(或那些)基站或那个(或那些)基站。
在移动站和MTSO之间的系统通信中，移动站具有一个相邻表更新消息，它由与相邻小区的基站相应的PN偏移组成。另外，移动站被提供有这样一条消息，该消息表示与移动站要通过其进行通信的基站相应的至少一个导频。这些表存储在移动站处，分别作为导频的相邻组和工作组，并且在条件变化时更新。
搜寻是如下所述为了判断工作组、候选组、相邻组和剩余组中标识的每一导频信号的强度而进行的。在一种可能的搜寻技术中，首先测量工作组和候选组中所有导频信号的信号强度，随后估计相邻组中第一导频信号的强度。随后重新估计工作组和候选组，再是相邻组中的第二导频信号。这一直进行到估计了最后那个相邻组，接着估计剩余组的第一导频信号。这一循环通过工作组和候选组导频等等的再估计而继续。搜寻过程的进一步的细节见上述’022专利中的描述。
当通过基站与移动站建立起通信时，移动站继续监视从各个相邻基站发射的可鉴别的导频信号的信号强度。当导频信号超过信号强度中用T_ADD表示的预定阈值时，该导频信号被加到移动站处的候选组内，并向MTSO发送识别所有工作导频和候选导频各个信号强度和相位延迟的消息。该消息称为是“导频强度测量消息”。相位延迟信息是由MTSO用来确定相对于移动站的每一导频信号的往返行程延迟时间的测量值。MTSO在接收到“导频确定测量消息”以后，将超过T_ADD的导频放入移动站工作组，并向移动站发送一条消息，该消息中含有移动站将要通过其进行通信的工作组中所包括的所有导频。MTSO还向与工作组中的新导频相应的基站发送信息，并指令该基站与移动站建立起通信。因此，移动站通信是通过移动站工作组中的导频所识别的所有基站的路由而传送的。
当移动站通过多个基站进行通信时，这些基站以及其他基站的导频信号强度是如上所述由移动站进行监视的。如果与工作组的导频相应的导频信号在用T_TDROP表示的时间内落在用T_DROP表示的预定阈值以下，那么移动站就产生并发送一条“导频强度测量消息”，报告该事件的发生。MTSO通过移动站与之进行通信的至少一个基站接收该消息。MTSO可以随后终断通过移动站处测得的导频信号强度落在阈值以下的基站所进行的通信。
MTSO在决定终断通过某一基站的通信以后，产生一条新的识别移动站将通过其进行通信的工作组的导频的消息。在这条识别工作组的导频的消息中，与移动站的通信将被终断的基站的导频是不被识别的。MTSO还将信息传送到工作组中未标识的基站，以终断与移动站的通信。在接收到识别工作组的导频的消息以后，移动站就不再处理来自其导频不再在工作组中的导频的基站的信号。因此，移动站的通信仅通过移动站的工作组中的导频所识别的基站的路由进行。在工作组中识别的导频原来有一个以上而现在只有一个的情况下，移动站仅与移动站工作组中所识别的导频相应的一个基站进行通信。
由于移动站在整个越区切换的所有时刻是通过至少一个基站与MTSO进行通信的，所以在它们进行通信的时候是不中断的。与其他蜂窝通信系统中采用的传统“先断后连”技术相比，通信中的软越区切换因其固有的“先连后断”通信而具有显著的优点。
由于称为“乒乓方式”的现象大大减少，所以与硬越区切换相比，软越区切换使呼叫失落(drop call)的可能性要小得多。“乒乓方式”是当移动电话靠近两个小区的边界时发生的。这时，信号电平趋向于在两个基站处波动。该信号电平波动导致这样一种情况，即，重复请求将使得呼叫在两个基站之间转来转去(hand thecall back and forth)。这种附加的不必要的越区切换请求增加了移动站不正确地听到信道切换命令或全然没有听到命令的可能性。另外，这种情况还使得在不当心地将呼叫转发到该时刻所有信道都正被使用的某一小区而因此无法接受越区切换的情况下，使呼叫的终断可能性提高。
上述软越区切换技术还可以用来当移动站跨越一个基站的不同扇区时提供连续的通信。这样一种方法见申请日为1995年3月13日、标题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OF ACOMMON BASE STATION”的美国专利申请08/405,611，该申请已转让给本发明的受让人，在此引述供参考。
目前的产生“相邻表更新消息”的方法尽管对于小系统是合情合理的，但当应用于大城市时，由于它们产生很大的相邻组，所以经常是有问题的。例如，某些系统中的相邻表更新消息是从用于移动站的工作组中的每一导频信号的相邻表的并集(union)中产生的。不管移动站是否处在软越区切换，相邻表更新消息是以相同的方式产生的。工作导频产生的相邻并集可以产生很大的相邻表，从而增加了对移动站的搜寻负担。即，移动站仅能在给定时间帧中搜寻有限数量的导频信号。相邻表更新消息中导频的数量局限于预定的个数，例如20。
本发明产生相邻表更新消息的另一个问题是因地形而产生的导频强度的假提示。例如，仅仅由于某一基站是在山顶上，移动站可以从许多英里以外检测到基站的强导频信号。或者是，仅仅因为某一移动站在测量邻近基站导频能量的时刻处在山谷中，移动站可以从邻近基站检测到微弱的导频信号。某些系统中，相邻表更新消息是通过简单地选择导频信号测量消息中标识的第一导频信号并将所有其相应的相邻者首先放置在相邻表更新消息中来产生的。随后将下一个导频相邻者放置在该表中，等等。采用这样的方法，尽管在不适合于越区切换，也可能将远离的基站包括在相邻表更新消息中，而相邻的基站也可能被排除在外，尽管它们是更适合于越区切换的。
我们所需要的是一种产生相邻表更新消息的更好的方法，以便找到更适合于越区切换的候选者。该方法应当优先考虑相邻基站，并解决因地形而产生的假导频信号强度的问题。
                         发明概述
本发明的一个方面是提供一种合并导频相邻表的方法，形成码分多址(CDMA)扩展谱蜂窝通信系统中的相邻表更新消息，其中，移动站用户通过至少一个基站和移动电话交换局与另一系统用户进行通信，每一基站发射一个公共导频信号，该导频信号相对于所述系统中的其他基站具有不同的PN偏移。该方法包含：在所述移动站处测量基站发射的导频信号的信号强度和相应的相位延迟；通过所述至少一个基站将所述导频信号强度和相应于来自所述移动站的所述PN偏移的所述相位延迟发送到所述移动电话交换局；对所述移动站产生所述相邻表更新消息；并将所述相邻表更新消息发送到所述移动站。
本发明的另一个方面是提供一种合并导频相邻表的装置，形成码分多址(CDMA)扩展谱蜂窝通信系统中的相邻表更新消息，其中，移动站用户通过至少一个基站和移动电话交换局与另一系统用户进行通信，每一基站发射一个公共导频信号，该导频信号相对于所述系统中的其他基站具有不同的PN偏移。该装置包含：位于所述移动站内用以确定接收的导频信号的信号强度的导频强度测量装置；位于所述移动站内用来确定每一所述接收的导频信号的相位延迟的导频相位测量装置，该导频信号由所述移动电话交换局用来确定相应的往返行程延迟时间；位于所述移动站内用来向所述移动电话交换局发射每一所述接收的导频信号的所述导频PN偏移信息、所述相应导频信号强度信息和所述相应的导频相位信息并接收所述相邻表更新消息的第一通信装置；位于所述移动电话交换局处用来存储所述通信系统中每一基站固定的、预定相邻表的存储装置；位于所述移动电话交换局中用来从所述移动站接收每一所述接收的导频信号的所述导频偏移信息、所述相应的导频信号强度信息和所述导频相位信息并将所述相邻表更新消息发送到所述移动站的第二通信装置；以及产生所述相邻表更新消息的处理装置。
本发明的另一个方面是提供一种装置，通过监视移动站从包括第一基站和第二基站的多个基站接收的导频信号的强度，控制移动站从第一基站到第二基站的越区切换，所述装置包含：从移动站接收代表移动站接收的导频信号的强度和相位并识别包括第一和第二基站的工作基站和候选基站的数据的装置；以及对移动站确定相邻基站的等级表的装置，所述等级表依赖于移动站接收的每一导频信号的强度和基站被找到作为每一接收的导频信号的相邻者的次数。
本发明还提供了一种控制将移动站从第一基站越区切换到第二基站的方法，该方法包含：监视移动站从包括第一和第二基站的多个基站接收的导频信号的强度；从移动站接收代表移动站所接收的导频信号的强度和相位的数据；并对移动站产生相邻基站的等级表，该等级表取决于移动站所接收的每一导频信号的强度和基站被找到作为接收的每一导频信号的相邻者的次数。
本发明的一个典型实施例中，蜂窝通信系统采用码分多址(CDMA)调制技术。该系统中，每一基站发送一个具有公共PN扩展码的导频信号，该导频信号的相位偏移其他基站的导频信号的相位。
该实施例中，相邻表更新消息是MTSO产生的，它是工作导频的信号强度和把相邻表的潜在候选者作为工作导频相邻者而被包括的频率的函数。另外，估计每一工作导频的往返行程延迟时间，从而不将远离的基站的相邻者考虑包括在相邻表更新消息中。
不管移动站是处在工作通信方式还是处在等待来自MTSO的指令的空闲方式，移动站都一直监视强导频信号。移动站发送一个导频强度测量消息，该消息中含有任何测得的导频变得特别强或弱时工作组和候选组中所有导频的信号强度和相关的相位延迟。其他时候，移动站会偶尔因移动电话交换局(MTSO)请求而提供导频强度测量消息。
相邻表更新消息是在MTSO处用工作组导频产生的。在另一种实施例中，还可以采用候选组导频。因此，术语“工作/候选”将用来描述其中的两个实施例。
在MTSO处，从存储器中检索出从移动站接收的每一工作/候选导频的固定的、预定的相邻表。估算每一接收的导频相位延迟，以确定其往返行程延迟时间，以及该往返行程延迟时间是否超过了表示一个远离基站的预定阈值。如果超过了该阈值，则导频的相邻者不被考虑包括在相邻表更新消息中。
在往返行程延迟估算中，通过形成与标识的工作/候选导频信号相关的所有预定相邻表的并集来产生一相邻表并集。相邻表并集中的每一相邻基站或成员是通过对它赋予一加权值的计算从而识别最可能的用于越区切换的候选者而工作的。加权值正比于工作/候选导频数(这些导频包括了相应的预定相邻表中特定的成员)以及那些工作/候选导频的信号强度。该计算可以用来配置以取得每一通信系统中所要求的性能。一旦估算了相邻表中的所有成员，则按照它们各自的权依次分成等级，并将预定数量的导频提供给相邻表更新消息中的移动站。移动站接着用相邻表更新消息来搜寻强度足以进行通信的导频信号。
                         附图简述
在结合附图对本发明的典型实施例作了信息描述以后，读者将会更清楚地理解本发明的特征和优点。图中，相同的标号所表示的意义相同。
图1是按照本发明的典型CDMA蜂窝电话系统的示意图；
图2是典型的CDMA蜂窝电话系统中区站的覆盖范围图；
图3是移动电话交换局的方框图；
图4是描述向初始相邻表赋权的流程图。
                   较佳实施例的详细描述
图1中描述的是可以容易地被表示为是实施本发明的个人通信系统(PCS)的蜂窝电话系统的典型图示。该典型实施例中，图1中描述的系统在系统移动站或移动电话与基站之间的通信中采用CDMA调制技术。大城市中的蜂窝系统具有成百个为成千上万个移动电话服务的基站。与传统的FM调制蜂窝系统相比，通用(universal)频率再利用(reuse)使得CDMA技术适合于增加大系统中的用户容量。
图1中，系统控制器和交换局10(也称为移动电话交换局(MTSO)或系统控制器)通常包括对基站提供系统控制的接口和处理电路。系统控制器10还包括控制电话呼叫从公共交换电话网(PSTN)到合适的基站用于传送到合适的移动站的路由选择。系统控制器10还控制通过至少一个基站从移动站到PSTN的路由选择。由于合适的移动站通常是不相互间直接进行通信的，所以系统控制器10可以通过这些移动站在移动用户间进行呼叫。
系统控制器10可以用各种装置如专用电话线、光纤线路或用微波通信线路与基站耦合。图1中，描述的是三种这样的典型基站12、14和16以及一个典型的移动站18(包括蜂窝电话)。箭头20a-20b定义了基站12和移动站18之间的前向和后向通信线路。箭头22a-22b定义了基站14和移动站18之间的前向和后向通信线路。类似地，箭头24a-24b定义了基站16和移动站18之间的前向和后向通信线路。
基站服务区或小区是按地理范围设计的，从而移动站通常最靠近一个基站。当移动站空闲即没有呼叫进行的时候，移动站一直监视从每一最近基站的导频信号传输。如图1所示，导频信号分别是在通信线路20b、22b和24b上由基站12、14和16分别传送到移动站18的。随后，通过比较从这些特定的基站发送的导频信号强度，移动站判断它是处在哪一个小区中。
在图1所示的例子中，移动站18可以被认为最靠近基站16。当移动站18发出一个呼叫时，控制消息被传送到基站16。基站16在接收到呼叫请求消息后，向系统控制器10发信，并转发呼叫号码。随后，系统控制器10通过PSTN将呼叫与所要求的收话方相连。
如果呼叫是在PSTN内发出的，则系统控制器10向区域中的所有基站发送呼叫信息。接着，基站向移动站的收话方发送一条寻呼消息。当移动站接收到该寻呼消息时，它向该移动站正在进行通信的基站发送控制消息以作出应答。该控制消息向系统控制器发出信号，表示特定的基站正与移动站进行通信。系统控制器10接着将该呼叫通过该基站的路由传送到移动站。
如果移动站18移动到基站16覆盖区以外的地方，则通过将呼叫经另一基站的路由传送来使呼叫继续。进行呼叫的越区切换有两种不同的方法：基站发出的越区切换和移动站发出的越区切换。这两种技术详见上述’501和‘261专利。
图2描述的是典型的蜂窝系统中的区站覆盖区的情况。每一小区或覆盖区用标号BSx表示。这里，x表示特定的小区。移动站用小区BS0中的‘M’表示。在一开始接通电源以后，移动站搜寻强度足以进行通信的第一导频信号。本例中，移动单元(the mobile)因其靠近区站BS0而从位于小区BS0中的基站0接收最强的导频信号。另外，由于区站20的位置在山顶上，所以，它还从该区站接收到一个强信号。随后，移动站还通过具有最强信号强度的区站(本例中为区站0)向MTSO传送识别的强导频以及它们相应的信号强度和相位延迟时间。MTSO决定移动站应当通过基站BS0和BS20进行通信，并且因此通知移动站将这两个导频包括在工作组中。
MTSO在接收到初始的导频信息以后，首先通过估算工作/候选导频信号的往返行程延迟时间大于预定的阈值(本例中称为RTD_MAX)，产生相邻表更新消息。往返行程延迟正比于移动站和特定的小区之间的距离。由于BS20的往返行程延迟时间超过了预定的阈值，即，它的位置实在离移动站太远，所以本例中，不再将基站BS20的相邻区站考虑包括在相邻表更新消息中。而在现有技术中，应当将BS20的相邻基站包括在相邻表更新消息中。将这些基站包括在内是不合适的，这是因为它们不一定能向远端单元提供适合进行越区切换所必须的强导频信号。事实上，当基站BS1到BS6最适合于作为候选者时，BS20周围的基站是最不适合选择作为越区切换的。应当理解，尽管BS20周围的基站在本发明中是不考虑作为越区切换的，但因BS20的强导频信号而仍留在工作组中。
MTSO现在通过产生移动站识别的所有工作/候选导频的预定相邻表的并集而产生相邻表更新消息，本例中仅为工作导频BS0。再参见图2，预定相邻表的并集简单地是基站BS1到BS6。该表按照预定函数(将在后文中讨论)而取优先顺序，随后发送到移动站，作为移动站搜寻强导频信号的相邻表更新消息。
更有意思的一例相邻表的产生是移动站从小区0移动到小区6。与前面的例子中一样，移动站通过基站BS0进行通信，其导频信号包含在工作组中。同样，由于基站BS20的位置在山顶上，移动站也从基站BS20接收强信号，其相应的导频信号也属于工作组。移动站按照先前产生的相邻表更新消息搜寻与基站BS1到BS6相应的导频偏移，判断是否有信号变得更强。
移动站接近基站BS6时，来自该基站的导频信号逐渐增强，直到它跨过预定的阈值，在本实施例中称为T_ADD。移动站将该导频信号放到候选组内，并在该事件出现时向MTSO报告所有工作组和候选组导频的信号强度和相位延迟时间。MTSO立即将来自基站BS6的导频放入工作组中。接着，MTSO通过首先估算每一工作/候选导频报告的相位延迟，以确定相应的往返行程延迟时间，开始产生新的相邻表更新消息。本例中，基站BS20的往返行程延迟因其远离的位置而超过预定的阈值而被丢弃，并在产生相邻表更新消息时不予进一步考虑，但因其导频强度而仍留在工作组中。
接着，估算来自基站BS0和BS6的导频信号。从这些基站中的每一个基站的存储器中检索出一个固定的、预定的相邻表。如图2中所示，BS的预定相邻表由相邻者BS1到BS6组成，而BS6的预定相邻者由相邻者BS0、BS1、BS5、BS7、BS17和BS18组成。这两个表的并集产生一个由基站BS0、BS1、BS2、BS3、BS4、BS5、BS6、BS7、BS17和BS18组成的相邻表并集。根据有多少个工作/候选导频被报告为可以考虑并集中某特定的成员可成为其预定相邻表中的相邻者和导频信号的强度，通过加权计算，来估算该并集的每一成员。例如，成员BS5是在先前BS6和BS0的预定相邻表中找到的。因为BS5是在一个以上的预定相邻表中找到的，所以与仅在一个预定相邻表中找到的情况相比，它将接收到更高的权。在估算了相邻表并集中的每一成员以后，按照加权分类，将最高等级的成员发送到相邻表更新消息中的移动站。加权过程的进一步的细节将在下面详述。
移动站按照相邻表更新消息继续扫描导频偏移，判断是否有导频的强度足以被考虑用作越区切换。当移动站加入小区6时，来自基站BS6的导频强度最终将落在预定的阈值以下，该阈值在本实施例中称为T_DROP，这时，移动站向MTSO警示该事件的发生。移动站还发送工作组和候选组中所有导频的导频信号强度和相位延迟时间。按照上面说明的过程计算一个新的相邻表更新消息。MTSO将指挥移动站将从工作组中移去与基站BS0相应的导频并把它加入到相邻组。该点处的MTSO将指挥移动站停止与基站BS0的通信，完成越区切换。
图3描述的是在MTSO中使用的设备的方框图。MTSO通常包括系统控制器或系统控制处理器100、数字交换机102、分集组合器104、数字声码器106和数字交换机108。尽管未示出，在数字交换机102和108之间还耦合有附加的分集组合器和数字声码器。这些块中的每一个的详细讨论可参见上述美国专利5,267,261。
本发明的一个特别的重要之点是系统控制处理器100。通常，有关越区切换的判决是由系统控制处理器100进行的，基站将它们中继到移动站上。
系统控制处理器100产生各种由基站中继到移动站的消息。本典型实施例中，这样的消息是系统参数消息，由基站在寻呼信道上传送，它含有用于各种越区切换参数的缺省值。这些参数中，有越区切换检测阈值(T_ADD)和越区切换下降阈值(T_DROP)，它们的完全描述见上述’260专利。对含有这些参数的消息进行解调和译码，并随后存储在移动站控制处理器中。
系统控制处理器产生并通过至少一个基站传送到移动站的其他消息是导频测量请求命令(Pilot Measurement Request Order)、越区切换方向消息(HandoffDirection Message)和相邻表更新消息(Neighbor List Update Message)。这些消息经解调和译码，并且随后提供到移动站控制处理器。移动站根据每一条消息而动作，以支持上述’261专利中讨论的越区切换。
对本发明来说一个特别重要的地方是导频测量请求命令和相邻表更新消息。根据导频测量请求命令，移动站报告其工作组和候选组中所有导频的导频强度以及每一导频的相位延迟时间的当前估算。该消息称为导频强度测量消息。导频强度测量消息被传送到与工作组中识别的导频相应的区站，并且随后传送到系统控制器和交换机10。
参见图3，导频标识信息和相应的寻呼强度是在系统控制器和交换机10处接收、并用系统控制处理器100处理的。首先检查工作/候选组中的每一个导频，看看其相关的往返行程延迟(RTD)是否大于预定的阈值，本典型实施例中是RTD_MAX。如果是的，则表示与该导频相关的基站的相邻者该移动站离得太远了，不予考虑包括在相邻表更新消息中。在判断构成相邻表更新消息时，这样的导频是不作进一步的考虑的。
存储器单元110含有通信网中所有区站的表和系统中每一区站的固定的、预定的相邻表。例如，参见图2，区站BS0的相邻表可以包括区站BS1到BS6。对于MTSO 10接收的每一工作/候选组导频，将相应的预定相邻表提供给系统控制处理器100，在此进行处理，以便最佳地判断考虑用哪一个区站来进行可能的越区切换。
处理是按照图4所示的流程图进行的。首先，产生相邻表并集，作为如方框60所示提供到系统控制处理器100的工作/候选导频预定相邻表中基站的并集。例如，如果第一工作导频信号与含有基站BS1、BS2、BS3、BS5、BS7和BS8的预定相邻表对应，并且第二工作导频信号与含有基站BS2、BS4、BS5、BS6和BS8的预定相邻表对应，则这两个相邻表将是一个含有基站BS1、BS2、BS3、BS4、BS5、BS6、BS7和BS8的相邻表并集。
方框65接着将当前在工作组或候选组中的相邻表并集的任何成员移去。方框67将变量N设置为等于1，这表示要估算相邻表并集中的第N个成员。在方框70中，将相邻表并集中的第一个成员与相应于MTSO接收的第一工作/候选组导频的预定相邻表比较，以判断所考虑的成员是否包含在该表中。继续看所给的例子，成员BS1将用来寻找在其中它是一个成员的预定的相邻表。这时，在与第一工作导频相应的预定相邻表中找到成员BS1。
接着，在方框75中进行计算，向正比于第一工作导频的信号强度的成员BS1赋予一个权重。例如，权重的计算可以如下所述进行：
权重＝f(x)＝max((导频的强度)-T_BASE，0)    (1)
这里，在本典型实施例中，T_BASE是根据其它的越区切换参数以dB构成的可配置的预定阈值电平，并且可配置可以满足系统的要求。也可以用其他的计算来代替上述计算。例如，可以采用下面的另一种加权函数：
权重＝f(x)＝10(导频强度/10)    (2)
该计算使得权重等于以线性单位表示的组合信号的强度，而前面的计算使得加权以dB表示。上面的等式(2)中的计算使得强工作/候选导频相邻者处于比其他较弱的工作/候选导频更优势的地位，而等式(1)中的计算使得当遇到单个的强导频时产生更平衡的相邻者分布。应当理解，根据系统的结构，也可以采用其他的计算方法；上面的两个加权函数仅仅是例子。
上述计算的结果存储在存储单元110中，并且如果当前考虑的成员被包括在另一个工作/候选导频预定相邻表中时，则进行新的计算，如方框85所示的那样。如果是，则用第二导频的信号强度进行新的计算。如方框80所示的那样，将该计算和以后的计算结果加到第一次计算中。如果不再有含有初始成员的预定相邻表，则将最终的求和结果存储到存储单元110中。方框90检查看看相邻表并集中是否有其他的成员要进行估算，如果是，则在方框72中使变量N递增，以表示相邻表并集中下一个要估算的成员。方框70到85重复上述加权功能(function)、将每一成员的各个最终求和存储到存储单元110中。
在估算了相邻表并集中的每一个成员以后，如方框95所示，以递减顺序按加权将结果存储起来。接着，在方框100中，从表中去掉其权重不大于预定最小阈值的那样成员。这就避免了将勉强可以接受的导频包括在相邻表更新消息中。最后，在方框105中，在本典型实施例中，选择最上面的20个成员，将它们包括在传送到移动站的相邻表更新消息中。
上面较佳实施例的描述使得本领域中的任何技术人员能够制造或使用本发明。对于本领域中的技术人员来说，对于上述实施例进行各种修改是很明显的，并且无需发明人的帮助，还可以将上述基本原理应用于其他的实施例。所以，本发明不仅仅限于这些实施例，应当从最宽的范围来理解本发明的原理和所揭示的特征。

Claims (10)

1.一种合并导频相邻表而形成码分多址(CDMA)扩展谱蜂窝通信系统中的相邻表更新消息的方法，其中，移动站用户通过至少一个基站和移动电话交换局与另一系统用户进行通信，每一基站发射一个公共导频信号，该导频信号相对于所述系统中的其他基站具有不同的PN偏移，其特征在于，所述方法包含：
在所述移动站处，测量发送导频信号的基站的信号强度和相应的相位延迟；
通过所述至少一个基站，将相应于所述PN偏移的所述导频信号强度和所述相位延迟从所述移动站传送到所述移动电话交换局；
对所述移动站产生所述相邻表更新消息；以及
将所述相邻表更新消息传送到所述移动站。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生步骤还包含下述步骤：
从一个存储单元中检索出一个用于所述移动站当前正用之进行通信的每一所述导频信号的固定的预定相邻表，并且所述导频信号的相应往返行程延迟时间不超过预定的阈值；
从所述固定的预定相邻表中产生出相邻基站的并集；
从所述并集中去掉任何所述并集的成员，该所述成员是工作组或候选组的成员；
对于所述并集的每一成员，识别所述接收的导频信号，所述导频信号包括各个固定的预定相邻表中的所述成员；
根据所述接收的导频信号的数目和信号强度，对每一所述成员，检索相对信号强度，所述接收的导频信号包括各个固定的预定相邻表；
根据所述相对信号强度存储所述成员；以及
选择具有最高相对信号强度的所述成员，将其包括在提供到所述移动站的所述相邻表更新消息中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算用于所述成员的相对信号强度的步骤是按照下面的等式进行的：
这里，Pj是所述接收的导频j的信号强度，f(Pj)是所述接收的导频j的信号强度的函数，RTDj是所述导频j的往返行程延迟，Wk是所述并集中成员的相对信号强度，RTD_MAX是预定的最大往返行程延迟阈值，(j)是各个唯一的预定相邻基站表中包括成员k的一组接收导频。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述函数f(Pj)是按照下述等式计算的：
f(Pj)＝max(Pj-T_BASE，0)；f(Pj)＞0
这里，Pj是接收的导频j的信号强度，而T_BASE是预定的最小功率阈值。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述函数f(Pj)是按照下述等式计算的：
f(Pj)＝10(Pj/10)
这里，Pj是导频j的信号强度。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选择步骤还包含下述步骤：
从所述并集中去掉所有目前是工作组成员的所述成员；
从所述并集中去掉所有目前是候选组成员的所述成员；
从所述并集中去掉各相对信号不大于预定最小阈值的所有成员；以及
从所述并集中去掉具有最低相对信号强度的成员，留下预定数量的成员。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定个数的成员最大等于20。
8.一种合并导频相邻表而形成码分多址(CDMA)扩展谱蜂窝通信系统中的相邻表更新消息的装置，其中，移动站用户通过至少一个基站和移动电话交换局与另一系统用户进行通信，每一基站发射一个公共导频信号，该导频信号相对于所述系统中的其他基站具有不同的PN偏移，其特征在于，所述装置包含：
导频强度测量装置，它位于所述移动站内，用来确定接收的导频信号的导频信号强度；
导频相位测量装置，它位于所述移动站内，用来确定要由所述移动电话交换局用来确定相应的往返行程延迟时间的每一所述接收的导频信号的相位延迟；
第一通信装置，它位于所述移动站内，用来向所述移动电话交换局传送每一所述接收的导频信号的所述导频PN偏移信息、所述相应的导频信号强度信息和所述相应的导频相位信息，和用来接收所述相邻表更新消息；
存储装置，它位于所述移动电话交换局处，用来存储所述通信系统内每一基站的固定的预定相邻表；
第二通信装置，它位于所述移动电话交换局内，用来从所述移动站接收每一所述接收的导频信号的所述导频偏移信息、所述相应的导频信号强度信息和所述导频相位信息，和用来将所述相邻表更新消息传送到所述移动站；以及
用来产生所述相邻表更新消息的处理装置。
9.一种通过监视移动站从包括第一和第二基站的多个基站接收的导频信号的强度来控制移动站从第一基站到第二基站的越区切换的装置，其特征在于，所述装置包含：
从移动站接收代表由移动站接收的导频信号的强度和相位的数据、并识别包括第一和第二基站的工作基站和候选基站的装置；以及
对所述移动站确定相邻基站的等级表的装置，所述等级表取决于所述移动站接收的每一导频信号的强度和基站被找到作为每一接收的导频信号的相邻者的次数。
10.一种控制移动站从第一基站到第二基站的越区切换的方法，其特征在于，所述方法包含下述步骤：
监视所述移动站从包括所述第一和第二基站的多个基站接收的导频信号的强度；
从所述移动站接收代表由所述移动站接收的导频信号的强度和相位的数据；以及
向所述移动站产生一个相邻基站的等级表，所述等级表取决于所述移动站接收的每一导频信号的强度和基站被找到作为每一接收的导频信号的相邻者的次数。
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