CN1302518A - 采用转发器在cdma系统中进行越区切换的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种在两个通信系统之间提供越区切换的方法和系统。系统可以是在不同频率上工作的CDMA系统或者采用不同技术的系统。在第一系统中,将基地台(4)配置成给两个或多个扇区提供通信,至少一个扇区被分配给相应的转发器(8),它提供的覆盖区与两个系统的覆盖区重叠。当远程台(6)移动到转发器(8)的覆盖区内时,对转换器(8)的导频信号进行识别、测量并将其传送给第一系统。如果测得的导频信号高于预定的增加阈值,转发器(8)被增加为远程台的现用组。第一系统能够将远程台越区切换到第二系统:(1)由第一系统的基地台开始软越区切换时;(2)如果转发器(8)的导频信号强度(由远程台(6)测量)超过预定的越区切换阈值;(3)如果第一系统的基地台(4)从远程台(6)的现用组脱开;(4)如果第一系统的转发器从远程台(6)的现用组脱开;或(5)第一系统的基地台(4)和转发器(8)从远程台(6)的现用组脱开。

Description

采用转发器在CDMA系统中进行越区切换的方法和装置
                    发明背景
Ⅰ．发明领域
本发明涉及通信，更具体地说，本发明涉及通过采用转发器在CDMA系统中进行越区切换的方法和装置。
Ⅱ．现有技术的描述
码分多址(CDMA)调制技术的采用是拥有大量用户的系统便于进行通信的几种技术之一。尽管诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)的其它技术和诸如幅度压扩单边带(ACSSB)的AM调制方案是公知的，CDMA比这些其它技术具有明显的优势。题为“利用卫星或陆上转发器的扩频多址通信系统”的美国专利4,901,307揭示了CDMA技术在多址通信系统中的应用，该专利已转让给本发明的受让人，在此引作参考。题为“CDMA蜂窝电话系统中产生信号波形的系统和方法”的美国专利5,103,459揭示了CDMA技术在多址通信系统中的应用，该专利已转让给本发明的受让人，在此引作参考。可以将CDMA系统设计成符合“双模宽带扩频蜂窝系统的TIA/EIA/IS-95移动台-基地台兼容标准”，以下称为IS-95标准。
在上述的美国专利4,901,307和5,103,459中，揭示了一种多址技术，其中，大量的移动电话系统用户，(每个用户有一个收发机，也称为远程台)利用CDMA扩频通信信号通过卫星转发器或陆上基地台(也称为基地台或小区站点)进行通信。在利用CDMA通信中，在相邻的小区站点中能够重复使用频谱。CDMA技术的使用导致比利用其它多址技术所能实现的更高的频谱效率，因此允许增大系统用户容量。
正如这里所描述的，基地台是指通过其进行通信的物理硬件。小区是指在其中能够与基地台进行通信的地理覆盖区。可以将小区划分为多个扇区，扇区可以是重叠或者非重叠的。在示例的CDMA通信系统中，每个基地台能够支持通过多个扇区的通信。在本说明书中，扇区和小区也可以指通过其进行通信的物理硬件，这与所采用的术语内容有关。系统是指由一个公共系统控制器控制的一组基地台。
美国所采用的传统FM蜂窝电话系统通常称为先进的移动电话服务(AMPS)，详细描述见在电子工业协会标准EIA/TIA-553“移动台-陆上台兼容技术规范”。在这种传统FM蜂窝电话系统中，将可供使用的频带划分成信道，通常带宽为30KHz。从地理上将系统业务区划分成基地台覆盖区，其大小可以变化。将可供使用的频率信道划分成组。以这样的方式将频率组分配给覆盖区，使得相同信道干扰的可能性减至最小。例如，考虑一种系统，其中有7个频率组，覆盖区为大小相等的六边形。在一个覆盖区内所使用的频率在6个相邻的覆盖区内不使用。
在传统的蜂窝系统中，当远程台跨过两个不同基地台的覆盖区之间的边界时，采用越区切换允许进行通信连接。在AMPS系统中，当处理呼叫的现用基地台确定远程台的接收信号强度已经下降到预定阈值之下时，开始从一个基地台到另一个基地台的越区切换。低的信号强度指示意味着远程台靠近基地台的覆盖区边界。当信号电平低于预定阈值时，现用基地台询问系统控制器，以确定相邻基地台是否以比当前基地台更好的信号强度收到远程台信号。
系统控制器对现用基地台的询问作出响应，将越区切换请求的消息发送给相邻基地台。与现用基地台相邻的每个基地台采用一个专用扫描接收器，它寻找正在其上工作的信道上的远程台发出的信号。如果一个相邻基地台向系统控制器报告一个合适的信号电平，那么，试图越区切换到该相邻基地台，现在称为目标基地台。然后，通过从目标基地台中所采用的信道组中选择一个空闲信道开始越区切换。将控制消息传送给远程台，命令它从当前信道切换到由目标基地台所支持的新信道。与此同时，系统控制器将呼叫连接从现用基地台切换到目标基地台。这一过程称为硬越区切换。术语“硬”用于表示“越区切换的‘作出行动前切断’特征”。
在传统的系统中，如果向目标基地台的越区切换不成功，呼叫连接被中断(断开)。为什么会出现硬越区切换失败的原因有多个。首先，如果在目标基地台中不存在可供使用的空闲信道，越区切换会失败。其次，如果一个相邻基地台报告收到来自远程台的信号，事实上，该基地台实际上接收来自不同远程台的信号，所述不同远程台利用相同信道与一个远距离基地台进行通信，越区切换也会失败。这种报告差错导该致呼叫连接转移到一个错误的基地台，通常是来自实际远程台的信号强度不足以维持通信的一个台。第三，如果远程台未能接收切换信道的命令，越区切换失败。实际操作经验表明，越区切换失败经常出现，这极大地降低了系统的可靠性。
传统的AMPS电话系统中的另一个常见问题出现在远程台在两个覆盖区之间的边界附近维持一段持续时间周期时。在这种情况下，当远程台改变位置时，覆盖区内的其它反射或吸收物体改变位置时，或者由于测量不确定性，信号电平会相对于每个基地台而起伏。信号电平起伏会导致“乒乓”状况，这里，作出重复请求，两个基地台之间来回切换呼叫。这种附加的非必要越区切换增加了呼叫被不利断开的几率。此外，重复越区切换，即使成功，也会对信号质量产生不利影响。
在题为“CDMA蜂窝电话系统中提供软越区切换的方法和装置”的美国专利5,101,501中，该专利于1992年3月31日授权，已转让给本发明的受让人，在此引作参考，揭示了一种方法和系统，在CDMA呼叫的越区切换期间通过一个以上基地台提供与远程台的通信。利用这种类型的越区切换，与蜂窝系统的通信不被从现用基地台到目标基地台的越区切换所中断。可以把这种类型的越区切换看作是“软”越区切换，其中，在终止与第一现用基地台的通信前，建立与将成为第二现用基地台的目标基地台的同时通信。
在题为“CDMA蜂窝通信系统中移动台辅助的软越区切换”的美国专利5,267,261中揭示了另一种软越区切换，该专利于1993年11月30授权，已转让给本发明的受让人，在此引作参考。在5,267,261号美国专利的系统中，软越区切换过程是基于在远程台上测量由系统内每个基地台所发射的导频信号的强度而控制的。这些导频强度测量结果通过便于识别可行的基地台越区切换候选者有助于软越区切换过程。
尤其是，在第5,267,261号美国专利的系统中，远程台监测相邻基地台的导频信号的信号强度。相邻基地台的覆盖区实际上不需要与建立有效通信的基地台的覆盖区邻接。当来自一个相邻基地台的导频信号的测量信号强度超过预定增大阈值时，远程台经现用基地台将信号强度消息发送给系统控制器。系统控制器指挥目标基地台建立与远程台的通信以及指挥远程台经现用基地台建立通过目标基地台的同时通信，同时维持与现用基地台的通信。对于另外的基地台，这一过程可以继续。
当远程台检测到对应于远程台正在通过其进行通信的一个基地台的导频的信号强度已经降低到预定下降阈值以下时，远程台经现用基地台向系统控制器报告相应基地台的测量信号强度。系统控制器将命令消息传送给被识别基地台和远程台，终止与被识别基地台的通信，同时维持与其它现用基地台的通信。
尽管上述技术非常适合于由相同系统控制器控制的相同蜂窝系统中基地台之间的呼叫转移，但是，远程台移动到正在不同频率下工作的基地台或者另一个蜂窝系统的基地台所服务的覆盖区中，出现了更困难的情况。在频率间和/或系统间越区切换中，一个复杂因素是由于硬件局限性造成的不能同时在两个频率下发射和接收信号。在系统间越区切换中，另一个复杂因素是，每个系统由一个不同的系统控制器控制，通常在第一系统的基地台与第二系统的系统控制器之间不存在直接链路，反之亦然。两个系统排斥在越区切换过程期间提供与远程台的同时通信。即使在可以提供两个系统之间存在的系统间链路以便于系统间软越区切换时，两个系统的不相似特征通常使软越区切换过程进一步复杂。
当资源不能提供进行频率间和/系统间软越区切换时，如果要维持不间断服务，从一个频率到另一个频率和/或从一个系统到另一个系统的呼叫连接的‘硬越区切换’的执行变得很关键。频率间和/或系统间越区切换应当在很可能导致系统之间呼叫连接成功转移的时间和位置上进行。只有当例如下列情况时应当作越区切换：
(1)目标基地台中可提供空闲信道；
(2)远程台在目标基地台和现用基地台的范围之内；及
(3)远程台位于保证接收切换信道的命令的位置上。理想地，每个这种频率间和/或系统间硬越区切换应当以这样的方式进行，即使得不同系统的基地台之间的‘乒乓’越区切换请求的可能减至最小。
现有的频率间和系统间越区切换技术的这些和其它缺点削弱蜂窝通信的质量。当竞争的蜂窝系统继续增多时，可以预计性能进一步劣化。于是，需要一种能够可靠地进行基地台之间呼叫越区切换的频率间和系统间越区切换技术。
                     发明概要
本发明为通过采用转发器在两个通信系统之间进行越区切换的方法和装置。系统可以是在不同频率上工作的CDMA系统或者是采用不同技术的系统，如CDMA和AMPS。在示例的实施例中，在第一系统中，将基地台配置成提供对两个或多个扇区的覆盖。一个或多个扇区与环绕基地台的覆盖区(这也称为小区)相关。其余的一个或多个扇区各与一个位于小区边界的各个转发器相关。每个转发器给环绕各个转发器的覆盖区提供通信。
在示例的实施例中，转发器的覆盖区与第一系统的小区重叠，以致于在基地台与转发器之间能够进行越区切换。在示例的实施例中，转发器的覆盖区还与第二系统的一个小区重叠，以致于在第一系统的基地台或转发器与第二系统的基地台(或转发器)之间能够进行越区切换。
在示例的实施例中，基地台的导频信号和第一系统的转发器由不同的公共短PN扩展码的偏移而区分，短PN扩展码用于对数据进行扩展。另一方面，导频信号可以通过不同的沃尔什覆盖或者其它识别特征而区分。位于第一系统的小区内的远程台与相应的现用基地台通信。当远程台进入到转发器的覆盖区内时，转发器的导频信号被远程台所识别和测量并将其传送给现用基地台。如果测量的导频信号高于预定的增加阈值，那么，能够将转发器增加到远程台的现用组，能够同时与现用基地台和转发器进行通信。第一系统利用至少四个实施例中的一个能够把通信转移到第二系统的基地台。
在第一实施例中，第一系统在开始由第一系统的现用基地台与转发器覆盖区的软越区切换时把通信转移给第二系统的基地台。当转发器的覆盖区在第二系统的小区的(子集)内共位时，这个实施例工作很好。因此，使第一系统充分地保证，能够可靠地建立与第二系统的基地台的通信。
在第二实施例中，如果转发器的导频信号强度(由远程台测量)超过预定的越区切换阈值，那么，第一系统把通信转移给第二系统的基地台。预定的越区切换阈值可以设定为高于预定的增加阈值，后者用于将转发器增加到远程台的现用组。即使转发器的覆盖区在第二系统的相邻小区内不共位时，这个实施例也工作很好。
在第三实施例中，如果第一系统的基地台从远程台的现用组脱开，那么，第一系统把通信转移给第二系统的基地台。在示例的实施例中，远程台周期性地测量现用基地台和转发器的导频信号并将测量结果报告给第一系统。如果第一系统的现用基地台的导频信号强度(由远程台测量)低于预定的下降阈值，那么，基地台从远程台的现用组中移开。发生这种情况时，第一系统可以假设，远程台已经充分走进第二系统的覆盖区，可开始远程台至第二系统的越区切换。
在第四实施例中，如果第一系统的转发器从远程台的现用组脱开，第一系统把通信转移给第二系统的基地台。这个实施例尤其可应用在系统设计中，其中转发器的覆盖区包含在第二系统(例如AMPS系统)的覆盖区内，需要向这个第二系统的越区切换。
在第五实施例中，如果第一系统的现用基地台和转发器二者从远程台的现用组脱开，那么，第一系统把通信转移给第二系统的基地台。当第一系统的现用基地台和转发器二者的导频信号强度降低到预定的下降阈值以下时，第一系统能够假设，远程台已经走到第一系统的覆盖范围以外。因此，试图作远程台至第二系统的越区切换。
附图简述
从以下结合附图所作的详细描述中，本发明的特征、目的和优点将更加清楚，其中，相似的参考符号在整个附图中作相应表示。
图1是示例的通信系统的示意图，包括与远程台通信的多个基地台和一个转发器。
图2是示例的正向连接发射和接收子系统的方框图。
图3是基地台内的示例信道元件的方框图。
图4是远程台内的示例解调器的方框图。
图5A-5B是分别通过空中链路和传输线链路进行通信的示例转发器的方框图。
图6A-6C是由两个通信系统的基地台和转发器提供的覆盖区的三个示例图。
较佳实施例的详细描述
参考附图，图1代表本发明的一个示例通信系统，它包括与多个远程台6(为简单起见图中仅示出一个远程台)通信的多个基地台4。系统控制器2与通信系统中的所有基地台4、公共交换电话网(PSTN)、和其它通信系统的系统控制器连接。系统控制器2协调连接于PSTN和其它系统的用户与远程台6上用户之间的通信。每个基地台4能够通过零至多个转发器8提供通信，转发器用于把正向链路信号重发或重播给远程台6以及从远程台6接收反向链路信号。转发器8能够通过陆上无线电链路或者其它传输链路，如光纤链路或传输线连接至基地台4。从基地台4到远程台6的通信通过信号路径10在正向链路上发生，从远程台6到基地台4的通信通过信号路径12在反向链路上发生。
图2示出示例的正向链路发射和接收硬件的方框图。在基地台4中，数据源110包含要发射给远程台6的数据。在示例的实施例中，数据提供给信道元件112，它对数据进行划分、对数据进行CRC编码以及根据系统需要插入代码尾位。在示例的实施例中，信道元件112对数据、CRC奇偶位和代码尾位进行卷积编码，对编码数据进行交织，用用户长PN序列对交织数据进行扰频，以及用沃尔什序列对扰频数据进行覆盖。将对应于每个扇区的话务信道和导频信号数据合并提供给调制器和发射机(MOD和TMTR)114(为了简单起见图2中仅示出一个)。每个调制器和发射机114用短PN序列对覆盖数据进行扩频。在示例的实施例中，将每个调制器和发射机114的短PN序列的偏移对这些相邻调制器和发射机的偏移来说，选择为是唯一的。然后用同相或正交相正弦波对扩展数据进行调制，对调制数据进行滤波，上变频和放大。在正向链路10上通过天线116发射正向链路信号。
在远程台6，正向链路信号被天线132接收被提供给接收机(RCVR)134。接收机134对信号滤波、放大、下变频、正交解调和量化。将数字化数据提供给解调器(DEMOD)136，后者用短PN序列对数据进行去扩展，用沃尔什序列对去扩展数据进行去覆盖，以及用恢复的导频信号对去覆盖数据进行去旋转。将来自解调器136中不同相关器的去旋转数据合并并用用户长PN序列解扰频。把解扰(或解调)数据提供给解码器138，后者执行在信道元件112内进行的编码的逆操作。将解码数据提供给数据宿140。
在上述的美国专利4,901,307和5,103,459中进一步详细描述了以上所述的正向链路信号处理。这些专利还描述了反向链路信号处理，为简单起见图2中未示出。本发明还能够应用于其它通信系统，如1997年11月3日提交的题为“高速率分组数据发射的方法和装置”的PA496美国专利申请中所描述的系统，该专利转让给本发明的受让人，在此将其引作参考。
图3示出示例的信道元件112的方框图。在示例的实施例中，信道元件112包括至少一个话务信道212和至少一个导频信道232。在每个话务信道212中，CRC编码器214接收话务数据、进行CRC编码以及能够插入一组编码尾位(例如按照IS-95标准)。将CRC编码数据提供给卷积编码器216，它用卷积码对数据进行编码。在示例的实施例中，卷积码由IS-95标准规定。将编码数据提供给交织器218，它对编码数据中的代码符号进行重新排序。在示例的实施例中，交织器218是对20毫秒的编码数据块中的代码符号进行重新排序的块交织器。将交错数据提供给乘法器220，它用用户长PN序列对数据进行扰码。长PN序列相同于分配给指定进行通信的远程台的序列。扰码数据提供给乘法器222，它用分配给这一话务信道212的沃尔什序列对数据进行覆盖。覆盖数据提供给增益元件224，它对数据进行按比例缩放，使得在远程台6能维持所需的每位能量-噪声比Eb/I0，同时使发射功率减至最小。将缩放数据提供给交换机230，它将来自话务信道212的数据传送到合适的加法器240。每个加法器240将来自为特定扇区所指定的所有话务信道212和导频信道232的信号相加。来自每个加法器240的结果信号提供给调制器和发射机114，它们以上述的方式执行功能。
信道元件112包括至少一个导频信道232。所需的导频信道232的数目取决于系统要求。在示例的实施例中，每个扇区与具有相同沃尔什覆盖(例如沃尔什码0)而且短PN偏移的导频信号相关，从这些相邻扇区的PN偏移中，该短PN偏移是唯一的。在另一实施例中，每个扇区可以与具有相同短PN偏移而且沃尔什覆盖的导频信号相关，从这些相邻扇区的沃尔什覆盖中，该沃尔什覆盖是唯一的。可以采用其它唯一识别特征来区分不同扇区的信号，这在本发明的范围内。
对于每个导频信道232，将导频数据提供给乘法器234，它用导频沃尔什序列覆盖数据。在示例的实施例中，所有导频信道232的导频数据是相同的，包括全1序列。将覆盖的导频数据提供给增益元件236，它用比例因子对导频数据进行按比例缩放，以维持所需导频信号电平。将比例缩放导频数据提供给交换机230，它把来自导频信道232的数据传送到合适的加法器240。在示例的实施例中，在调制器和发射机114内用相应短PN序列进行扩展。
如上所述的硬件是能够被单个基地台用于提供对多个扇区覆盖的许多实施例之一。在1995年6月27日提交的题为“扩频通信系统中的动态扇区化”的08/495,382美国专利申请中揭示了自适应扇区化发射的另一种方法和装置，该专利已转让给本发明的受让人，在此将其引作参考。在上述的PA446美国专利申请中描述了又一种向特定区域发射的方法和装置。其它硬件体系结构也可以设计成进行这里所述的功能。这些不同的体系结构在本发明的范围之内。
图4示出远程台6中示例的解调器的方框图。正向链路信号被天线132接收并提供给接收机134，它以上述方式对信号进行处理。将数字化I和Q数据提供给解调器136。在解调器136中，数据提供给至少一个相关器310。每个相关器310对接收信号的不同多路径分量进行处理。在相关器310中，数据提供给短PN去扩展器320，它用短PN序列对I和Q数据进行去扩展，以获得去扩展的I和Q数据。短PN去扩展是在调制器和发射机114内由短PN扩展器进行的扩展的逆过程。
去扩展I数据提供给乘法器322a和导频相关器326a，而去扩展Q数据提供给乘法器322b和导频相关器326b。乘法器322a和322b将I和Q数据分别与分配给相关器310的沃尔什序列(Wx)相乘。来自乘法器322a和322b的I和Q数据分别提供给累加器(ACC)324a和324b。在示例的实施例中，累加器324对64码片间隔(沃尔什序列的长度)上的数据累加。来自累加器324的去覆盖I和Q数据提供给点积电路328。导频相关器326a和326b用分配给相关器310的导频沃尔什序列(PWy)对I和Q数据进行去覆盖以及对去覆盖信号进行滤波。将滤波后的导频提供给点积电路328，它以本领域所熟知的方式计算两个矢量(导频和数据)的点积。在题为“导频载波点积电路”的第5506865号美国专利中详细地描述了点积电路328的一个示例性实施例，该专利转让给本发明的受让人，在此引作参考。点积电路328将对应于去覆盖数据的矢量映射在对应于滤波导频的矢量上，将两个矢量的幅度相乘，将带正负号的标量输出提供给合并器330。合并器330将来自己经被分配对接收信号进行解调的相关器310的输出合并以及将合并后的数据传送给长PN去扩展器332。长PN去扩展器332用长PN序列对数据进行去扩展并将解调数据提供给解码器138。
根据导频相关器326a和326b的滤波导频能够计算特定相关器310的导频信号强度。此外，能够对导频信号强度测量结果进行滤波，以提供更可靠的测量结果。在1996年9月27日提交的题为“扩频通信系统中测量链路质量的方法和装置”的美国专利申请08/722,763中描述了进行导频信号测量的方法和装置，该专利转让给本发明的受让人，在此引作参考。
在许多通信系统中，采用转发器来改善覆盖区和增大容量。转发器接收源装置的信号，对信号进行放大，将信号转发或转播给目的地装置。通常，转发器提供通信装置之间正向和反向链路信号的双向转发或转播。典型地，转发器提供信号调节(例如，放大、滤波以及可能还有频率转换)，但是不提供信号处理或控制。
图5A和5B示出示例的转发器的方框图。在图5A中，转发器8a通过陆上或卫星链路410与基地台进行通信。链路410可以是来自源基地台的陆上或微波链路，或者来自通信卫星(例如GLOBALSTAR通信卫星)的卫星链路。来自基地台的正向链路信号被施主天线412接收并提供给双工器414。双工器414将正向链路信号传送给放大器(AMP)416，后者对信号进行放大。尽管为简单起见在图5A中未示出，但是也可以提供滤波和/或频率转换。放大后的信号通过双工器418传送给和通过服务器天线420发射给远程台。服务天线420也接收来自远程台的反向链路信号。反向链路信号通过双工器420传送以及提供给放大器(AMP)422，后者对信号进行放大。再有，尽管为简单起见在图5A中未示出，但是也可以提供滤波和/或频率转换。放大后的信号通过双工器414传送和从天线412发射给基地台。
图5B所示的转发器8b以类似于图5A所示的转发器8a的方式工作。然而，转发器8b通过传输线链路424与基地台接口，传输线接口可以包括光纤链路、同轴电缆链路或其它链路。
将小区划分为多个扇区在CDMA通信系统中提供许多好处。首先，由于能够重复使用各个扇区之间的话务信道(例如沃尔什码)，能够增大容量。其次，通过使用两个或多个扇区的软越区切换还能够改善可靠性。
在上述美国专利申请08/495,382所揭示的示例的CDMA通信系统中，可以将基地台配置成通过单个扇区或多个扇区提供通信。可以将基地台(或小区)的覆盖区划分为多个扇区。远程台与基地台之间的通信可以通过一个或多个扇区发生。除了通过小区的各个扇区的通信由一个公共基地台协调这点以外，每个扇区具有小区的属性(例如，每个扇区具有其自己的话务信道组和自己的导频信号)。对于IS-95系统，每个扇区与短PN扩展码的不同偏移相关。因此，通过测量由特定扇区发射的导频信号的短PN偏移，能够确定该扇区的身份。
在示例的实施例中，基地台配置成给两个或多个扇区提供覆盖。一个或多个扇区可以与环绕基地台的覆盖区相关。其余的扇区可以与置于小区边界上的转发器相关。例如，可以将小区划分为两个扇区。然后可以使基地台工作，给与基地台位于其中的小区相关的三个、两个扇区和与转发器相关的一个扇区提供覆盖。
图6A示出由两个通信系统的基地台和转发器提供的覆盖的第一示例图。在图6A中，使基地台4工作，提供对两个扇区的覆盖。一个扇区与小区22相关。第二个扇区与提供覆盖区26的转发器相关。在示例的实施例中，小区22和覆盖区26二者都在相同频率下工作并重叠，以致于沿道路30移动的远程台当位于阴影区39内时能够软越区切换。基地台4和转发器8是第一通信系统的一部分。
在图6A所示的示例图中，与小区22相邻的区域内的通信是由第二通信系统提供的。这个第二通信系统可以是在不同频率上工作的另一个CDMA系统，或者是另一种通信技术的系统，如AMPS。第二系统的基地台14提供对小区24的覆盖。与第一系统相似，基地台14也能够以多扇区模式工作，通过转发器18提供对邻接覆盖区28的覆盖。注意，在这个例子中，覆盖区26在小区24内。
图6B示出由基地台和转发器提供的覆盖区的第二示例图。在图6B中，覆盖区26与小区24重叠，但是不完全包含在小区24内(与图6A的情况相似)。覆盖区26可以用于连接第一与第二系统之间的覆盖区。为简单起见图6B中未示出转发器18。
图6C示出由基地台和转发器提供的覆盖的第三示例图。在图6C中，覆盖区26与小区24重叠，但是不在小区24中同位。此外，小区22和24是不邻接的，所以，没有至转发器8的中间越区切换，基地台4至基地台14的越区切换是不可能的。还有，为简单起见图6C中未示出转发器18。
在示例的实施例中，第一系统事先掌握覆盖区26与小区22和24重叠的知识。第一系统事先还掌握基地台14由第二系统控制的知识。在示例的实施例中，第一系统被连接至第二系统，能够开始从第一系统至第二系统的远程台的越区切换。
在本发明中，当远程台从第一系统向第二系统移动，反之亦然，可以采用转发器来开始两个系统之间的远程台的越区切换。参考图6A，假设远程台沿道路30从左移到右。开始，远程台位于小区22内，与基地台4进行通信。当远程台走进阴影区30中时，远程台也接收来自转发器8的导频信号。远程台对来自转发器8的导频信号进行解调，确定新的导频的身份，以及向基地台4报告该导频信号强度和身份(例如，导频信号的PN偏移或沃尔什码。基地台4将报告的导频信号强度与预定的增加阈值进行比较，如果导频信号强度超过预定增加阈值，能够把转发器8增加到远程台的现用组中。现用组包括基地台(和/或转发器)的列表，通过其建立现行通信。然后，基地台4能够按照上述的美国专利5,101,501和5,267,261中所描述的方法执行远程台的软越区切换。在本发明中，远程与基地台4至基地台14之间通信的越区切换能够由至少四个
实施例之一实施。
在第一实施例中，第一系统在开始与转发器8的软越区切换后就开始远程台与基地台4至基地台14之间通信的越区切换。参考图6A，覆盖区26在小区24内是共位。在系统规划阶段或者通过适当地定位基地台和转发器可以保证这。在这种情况中，对第一系统合理地假设，处于用转发器8软越区切换的远程台也在基地台14的覆盖区内。这一信息可以用于当远程台在转发器8的覆盖区内时开始至基地台14的越区切换。
在第二实施例中，在一旦测量到转发器8的足够导频信号强度后，第一系统就开始远程台与基地台4至基地台14之间通信的越区切换。在这个实施例中，当转发器8的报告导频信号强度(由远程台测量)高于预定的增加阈值时，如上所述，基地台4开始与转发器8的越区切换。然而，由于覆盖区26在小区22内可以不共位，如图6B-6C所示，在开始与转发器8的越区切换时，第一系统不是立即开始从基地台4到基地台14的通信的越区切换，因为这么做会导致通信的断开。而是，远程台继续测量转发器8的导频信号强度，并将测量结果报告给基地台4。基地台4可以将导频测量结果与预定的越区切换阈值进行比较，而后者设定为高于预定的增加阈值。当转发器8的报告导频信号强度高于预定的越区切换阈值时，第一系统开始远程台与基地台4至基地台14之间通信的越区切换。对于图6A-6B所示的覆盖区，第二实施例工作很好。
预定的越区切换阈值可以按照整个覆盖区26上导频信号强度的测量结果(例如沿道路30的导频信号强度测量结果)设定或者可以按照预计导频信号强度的计算结果(例如，利用有效辐射功率(ERP)和r4传播定律，这里r是从转发器8起的距离)。作为一个例子，可以将预定的越区切换阈值设定为比预定增加阈值高5dB，当然基于系统设计可以采用其它的值，这在本发明的范围之内。
在第三实施例中，当基地台4从远程台的现用组脱开时，第一系统开始在远程台与基地台4至基地台14之间通信的越区切换。在示例的实施例中，远程台周期性地测量其现用组内的基地台和转发器的导频信号并将这些测量结果报告给现用基地台。现用基地台将导频测量结果与预定的下降阈值进行比较。如果导频测量结果低于预定的下降阈值，那么，对应于这一导频信号的基地台从远程台的现用组中移开，正如在上述美国专利5101510和5267261中所描述的。在这个实施例中，如果来自基地台4的导频信号低于预定的下降阈值，那么，第一系统能够假设，远程台已经走进小区24内。因此，当基地台4从远程台的现用组脱开时，第一系统开始远程台与基地台4至基地台14的通信的越区切换。对于由图6A-6B所示的覆盖区，第三实施例也工作很好。
在第四实施例中，当转发器8从远程台的现用组脱开时，第一系统开始在远程台与基地台4至基地台14之间通信的越区切换。在这个实施例中，将远程台与转发器8之间的通信维持尽可能长的时间。然而，如果转发器8的导频信号强度低于预定的下降阈值时，第一系统假设，远程台在第二系统的覆盖区内。因此，当转发器8从远程台的现用组脱开时，第一系统在开始远程台与基地台4至基地台14之间通信的越区切换。对于由图6A所示的覆盖区，第四实施例也工作很好。
在第五实施例中，当基地台4和转发器8从远程台的现用组脱开时，第一系统开始在远程台与基地台4至基地台14之间通信的越区切换。在这个实施例中，将远程台与基地台4和/或转发器8之间的通信维持尽可能长的时间。然而，如果基地台4和转发器8的导频信号强度低于预定的下降阈值时，第一系统假设，远程台已经走到第一系统的覆盖区之外。因此，当基地台4和转发器8从远程台的现用组脱开时，第一系统开始在远程台与基地台4至基地台14之间通信的越区切换。对于由图6A-6C所示的覆盖区，第五实施例也工作很好。
如上所述的第二、第三和第五实施例提供使两个系统之间越区切换的‘乒乓’减至最少的假设。在第二实施例中，该假设由预定增加阈值和预定越区切换阈值之间的差提供。在第三和第五实施例中，该假设由基地台和转发器的预定增加阈值与预定下降阈值之间的差提供。
尽管上述的越区切换是在远程台与基地台之间的现行通信期间发生的，但是，第二系统的这一越区切换也可以在远程台空闲时发生。当远程台沿道路30行走时，可以测量转发器8的导频信号。在空闲模式越区切换的第一实施例中，远程台将导频测量结果报告给第一系统。第一系统能够利用上述任一实施例执行至第二系统的越区切换。越区切换能够通过基地台与远程台之间发射的接口消息来实现。在空闲模式越区切换的第二实施例中，远程台监测全球改发消息，后者在转发器的覆盖区上播放。全球改发消息可以指挥远程台至一新频率或另一系统(例如AMP系统)。在空闲模式越区切换的第三实施例中，远程台监测扩展邻域列表消息，后者在转发器的覆盖区上播放。扩展邻域列表消息可以表示，只有这一远程台的邻域处于另一频率和另一系统。扩展邻域列表消息在题为“ANSI J-STD-008:1.8至2.0GHz码分多址(CDMA)个人通信系统的个人台-基地台兼容要求”的CDMA标准中作了描述。可以设想以空闲模式进行越区切换的其它实施例，这在本发明的范围之内。
尽管对于第一系统图6A-6C仅示出一个转发器，但是，可以采用多个转发器。可以采用转发器来扩展能够进行越区切换的覆盖区。另外，可以采用转发器来链接两个系统的非邻接覆盖区(例如以串联方式连接的转发器)。开始越区切换的系统事先掌握与相邻系统重叠的特定转发器的知识。系统采用这一信息和这一转发器的身份报告和/或导频信号强度来开始越区切换。
本发明还能够利用导频信标来实施，后者仅发射导频信号(没有话务信道)。可以采用导频信标与上述的前三个实施例相结合。导频信标对周围覆盖区产生最小干扰，同时提供必要的导频识别和信号强度测量结果。通常，可以采用从转发器或导频信标发射的任何信号来帮助越区切换过程。
提供对较佳实施例的以上描述使得本领域的任何专业技术人员能够制造或使用本发明。对于本领域的专业人员而言，对这些实施例的各种改进是显然的，可以将这里所定义的一般原理应用于其它的实施例，而无需利用发明才能。因此，本发明不希望被局限于这里所示的实施例，而是符合与这里所揭示的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (31)

1．一种执行远程台从第一基地台到第二基地台的越区切换的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
在远程台测量来自转发器的信号的信号强度；
将转发器的信号强度测量结果与预定的增加阈值进行比较；及
响应于比较步骤的结果而开始越区切换。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于：来自转发器的信号是导频信号。
3．如权利要求2所述的方法，其特征在于：转发器发射导频信标。
4．如权利要求2所述的方法，其特征在于：来自转发器的导频信号被短PN扩展序列的偏移所识别，从第一基地台的短PN扩展序列的偏移中，该短PN扩展序列是唯一的。
5．如权利要求1所述的方法，其特征在于：来自转发器的导频信号被沃尔什覆盖所识别，在第一基地台的沃尔什覆盖中，该沃尔什覆盖是唯一的。
6．如权利要求1所述的方法，其特征在于：转发器的覆盖区与第一基地台的覆盖区相重叠。
7．如权利要求1所述的方法，其特征在于：转发器的覆盖区与第二基地台的覆盖区相重叠。
8．如权利要求1所述的方法，其特征在于：转发器的覆盖区在第二基地台的覆盖区内共位。
9．如权利要求1所述的方法，其特征在于：第一基地台和转发器二者在一共用频率上工作。
10．如权利要求1所述的方法，其特征在于：第二基地台在不同于转发器频率的频率上工作。
11．如权利要求1所述的方法，其特征在于：转发器通过陆上链路与第一基地台通信。
12．如权利要求1所述的方法，其特征在于：转发器通过传输线链路与第一基地台通信。
13．如权利要求1所述的方法，其特征在于：使第一基地台工作以提供对多个扇区的覆盖，一个扇区与转发器相关。
14．如权利要求1所述的方法，其特征在于：如果转发器的信号强度测量结果超过预定的增加阈值，开始进行越区切换步骤。
15．如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：
将转发器的信号强度测量结果与预定的越区切换阈值进行比较；及
如果转发器的信号强度测量结果超过预定的越区切换阈值，开始进行越区切换步骤。
16．如权利要求15所述的方法，其特征在于：预定的越区切换阈值设定为高于预定的增加阈值。
17．如权利要求15所述的方法，其特征在于：预定的越区切换阈值是按照转发器的整个覆盖区上的信号强度测量结果设定的。
18．如权利要求15所述的方法，其特征在于：预定的越区切换阈值是按照转发器的整个覆盖区上的算出的信号强度设定的。
19．如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：
在远程台测量来自第一基地台的信号的信号强度；
将第一基地台的信号强度测量结果与预定的下降阈值进行比较；及
如果基地台的信号强度测量结果低于预定的下降阈值，开始进行越区切换步骤。
20．如权利要求19所述的方法，其特征在于：如果转发器的信号强度测量结果和基地台的信号强度测量结果低于预定的下降阈值，开始进行越区切换步骤。
21．一种进行远程台从第一基地台到第二基地台的越区切换的系统，其特征在于所述系统包括：
与第一基地台连接的给远程台提供信号的转发器；
与第一基地台连接的第一系统控制器；
与第二基地台和第一系统控制器连接的第二系统控制器；及
在远程台基于来自转发器的信号的测量结果由第一系统控制器开始越区切换。
22．如权利要求21所述的系统，其特征在于：来自转发器的信号是导频信号。
23．如权利要求22所述的系统，其特征在于：来自转发器的导频信号被短PN扩展序列的偏移所识别，在第一基地台的短PN扩展序列的偏移中，该短PN扩展序列是唯一的。
24．如权利要求21所述的系统，其特征在于：转发器的覆盖区与第二基地台的覆盖区向重叠。
25．如权利要求21所述的系统，其特征在于：第一基地台和转发器二者在一个共用频率上工作。
26．如权利要求21所述的系统，其特征在于：第二基地台在不同于转发器频率的频率上工作。
27．如权利要求21所述的系统，其特征在于：转发器通过陆上链路连接至第一基地台。
28．如权利要求21所述的系统，其特征在于：转发器通过传输线链路连接至第一基地台。
29．如权利要求21所述的系统，其特征在于：如果转发器的信号强度测量结果超过预定的增加阈值，开始越区切换。
30．如权利要求21所述的系统，其特征在于：如果基地台的信号强度测量结果低于预定的下降阈值，开始越区切换。
31．如权利要求21所述的系统，其特征在于：如果基地台的信号强度测量结果和转发器的信号强度测量结果低于预定的下降阈值，开始越区切换。
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