CN1336088B - 一种维护在一个蜂窝通信网内所要求的语音质量的方法 - Google Patents

一种维护在一个蜂窝通信网内所要求的语音质量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的方法和蜂窝通信网(100)通过控制在所述网络(100)的服务小区(110)内新呼叫接入维护所要求的语音质量。具体地说，这种方法包括为服务小区(100w)和多个周围小区(110q-v)的受服务小区(100w)干扰的至少一个周围小区确定语音质量值的步骤。这种方法然后通过以一种预定方式(例如，小区级法(208)，子小区级法(240)，以及综合法(212))利用服务小区(110w)的语音质量测量结果和至少一个周围小区(110q-v)的语音质量测量结果确定是否允许新呼叫接入服务小区，从而维护了在服务小区(110w)和至少一个周围小区(110q-v)内所要求的语音质量。

Description

一种维护在一个蜂窝通信网内所要求的语音质量的方法
交叉引用的相关申请
本申请与在此列作参考予以引用的美国申请“按语音质量动态地改变小区大小的蜂窝通信网和方法”(“Cellula CommunicationsNetwork and Method for Dynamically Changing the Size of a CellDue to Speech Quality”)(代理人案号No.34648415)有关。该美国申请以Benny Ritzen和Patrik Cerwall的名义在1998年11月9日提交，转让给爱立信电话有限公司。
发明背景
技术领域
本发明与电信领域有关，具体地说，涉及根据一个服务小区内的当前语音质量和受这个服务小区干扰的其他小区内的当前语音质量确定是否允许在这个服务小区内接入新呼叫来维护所要求的语音质量的蜂窝通信网和方法。
相关技术
为了改进现今的蜂窝通信网的无线电环境，许多运行方应用自动规划技术(例如自适应频率分配)协助频率规则和小区指配决策，通过使干扰减到最小帮助维护语音质量。当前的自动规划技术是防御性的，具有大的安全裕度，以保证在整个蜂窝电信网内有“良好的”语音质量。
不幸的是，保证在整个蜂窝通信网内有“良好的”语音质量采用这些当前的自动小区规划技术是很昂贵的。此外，当前的自动小区规划技术通常需要添加一些也许不一定需要的新的小区来增大安全裕度，因此增大了已经很高的维护费用。
所以，有必要开发一种方法和蜂窝通信网，能够根据在一个服务小区内的当前语音质量和在受这个服务小区干扰的其他小区内的当前语音质量确定是否允许在这个服务小区内接入新呼叫来维护网络的一个特定部分内的“良好的”语音质量。本发明的蜂窝通信网和方法满足了这些和其他一些要求。
本发明提出了一种通过控制在网络的一个服务小区内新呼叫接入维护所要求的语音质量的方法和蜂窝通信网。具体地说，这种方法包括确定一个服务小区的语音质量值和受这个服务小区干扰的多个周围小区中的至少一个小区的语音质量值的步骤。这种方法然后以预定方式(例如小区级法，子小区级法，以及综合法)应用服务小区的语音质量测量结果和至少一个周围小区的语音质量测量结果确定是否允许新呼叫接入这个服务小区，从而维护了在这个服务小区和至少一个周围小区内所要求的语音质量。
发明概述
按照本发明，所提供的方法和蜂窝通信网通过控制新的呼叫接入和正在进行的呼叫越区切换入一个服务小区来维护所要求的语音质量。
此外，按照本发明，所提供的方法和蜂窝通信网能够减小大的安全裕度，从而可以降低通常用当前的小区规划技术实现所需的高额成本。
此外，按照本发明，所提供的方法和蜂窝通信网根据小区级法、子小区级法或综合法确定是否允许新呼叫接入。
此外，按照本发明，所提供的方法和蜂窝通信网能够按照任何支持移动台协助越区切换的电信标准(例如全球数字移动通信系统(GSM)标准)进行工作。
附图简要说明
参考以下结合附图所作的详细说明可以对本发明的方法和设备有更完全的了解，在这些附图中：
图1为可用来执行本发明的一个优选接入控制方法的示范性蜂窝通信网的简化方框图；
图2为用来维护在图1所示的蜂窝通信网内的语音质量的接入控制方法的简化流程图；以及
图3为详细例示图2所示接入控制方法可以采用的子小区级法的简化方框图。
附图详细说明
参见这些附图，图中示出了一个示范性的蜂窝通信网100(图1)和本发明的接入控制方法200(图2-3)，而在图1-3各处同样的数字表示了同样的组成部分。
虽然蜂窝通信网100将结合全球数字移动通信系统(GSM)标准进行讨论，但是熟悉该技术的人员可以理解，其他标准和技术规范也可以应用本发明的原理，特别是它们支持移动台协助越区切换(MAHO)技术的话。因此，所示的蜂窝通信网100不应该认为是限制性的。
为了较好地说明本发明，将首先讨论一下有关蜂窝通信网的体系结构，然后再详细说明蜂窝通信网100所用的接入控制方法200。
图1例示了可用来执行优选的接入控制方法200的示范性蜂窝通信网100的总体体系结构。应指出的是，所例示的通信网100的配置只是许多可以形成一个通信网的可能配置中的一种配置。
蜂窝通信网100包括多个小区110a-110w，有效地将一个任意的地理区域划分为多个邻接的无线电覆盖区域。基站收发信台(BTS)125a-125w(只标注了其中少数几个)分别设置在各自小区110a-110w内，通过发送和接收与移动终端(例如，移动终端130)进行移动通信。
不同的小区组(例如，小区组110a-110c)与一个特定的基站控制器(例如，BSC-1 150)关联。若干个BSC(例如，BSC-1 150和BSC-2 155)可以接着与一个移动业务交换中心/访问用户位置寄存器135(例如，MSC/VLR 135)和操作支持系统140(例如，OSS 140)关联。OSS 140为运行方提供监控功能，对蜂窝通信网100进行操作和维护。作为一个例子，BSC-1 150为小区110a-110c提供移动业务服务，而BSC-2 155为小区110d-110w提供移动业务服务。BSC-1 150和BSC-2 155再与MSC/VLR 135连接，MSC/VLR 135在蜂窝电信网100与诸如公用电话交换网(PSTN)160之类的外部电话/数据通信系统之间通常起着一个接口的作用。
来看图2，图中例示了在蜂窝通信网100内所用的接入控制方法200的简化流程图。通常，接入控制方法200例如在BSC-2 155内对小区110a-110w中一个在这里作为服务小区的(例如，小区110w)执行，在将在这个服务小区110w和周围小区(例如，小区110d-110p)内的当前语音质量与相应最小门限值比较后可以允许一个新呼叫接入这个服务小区110w。周围小区110d-110p受服务小区110w干扰，因为它们用的是相同的信道或相邻的信道。相反，邻接小区(例如，邻接小区110q-110v)通常不受服务小区110w的干扰，因为它们用的是与服务小区不同的信道。此外，涉及移动终端130的新呼叫可以是一个入局呼叫或出局呼叫，也可以是一个从邻接小区110q-110v之一移交过来的正在进行的呼叫。
接入控制方法200从步骤202开始，为网络100内各小区110a-110w计算出一个或几个语音质量的测量结果(例如，上行链路语音质量和下行链路语音质量)。这些语音质量测量结果各根据移动报告(如下所述)的一个子集和相应BTS报告计算。此外，这些测量结果各反映了所选报告子集的当前语音质量，因此这些用来计算语音质量测量结果的报告不应该太过时。很清楚，语音质量通常取决于载波信号强度与在同一个信道上的干扰之比。
具体地说，用来确定当前语音质量的移动报告包括来自预选的一些移动终端(例如，移动终端130)(即移动终端子集)和一个基站收发信台(例如，BTS 125w)的测量结果。这些预选的移动终端各进行以下这些测量：(1)来自当前为连接服务的小区的下行链路信号强度；(2)根据对来自当前为连接服务的小区的数字信号解码的误码率得出的下行链路语音质量；以及(3)来自移动终端听得见的若干个小区的下行链路信号强度。在GSM中，移动终端(例如，移动终端130)每隔0.48秒向BTS(例如，BTS 125w)报告这些测量结果，然后BTS测量这个移动台的上行链路信号强度和上行链路质量。
在步骤204，在控制呼叫接入服务小区110w时，选择一些要检查它们的语音质量测量结果的小区。所选的这些小区包括服务小区110w和在下行链路干扰区170和/或上行链路干扰区175(图1)内的小区。
下行链路干扰区170包括称为下行链路小区的所有同信道小区和邻信道小区(例如，小区100d-100i)，服务小区110w可以在这些下行链路小区中引起不可忽略的下行链路干扰。同样，上行链路干扰区175包括称为上行链路小区的所有同信道小区和邻信道小区(例如，小区110j-110p)，服务小区110w可以在这些上行链路小区中引起不可忽略的上行链路干扰。为了清晰起见，下行链路小区100d-110i和上行链路小区110j-110p示为分开的区域，但是实际上它们通常相互交叠，而且有一些(即使不是全部)可以既是下行链路小区也是上行链路小区。
这些不可忽略的上行链路干扰和不可忽略的下行链路干扰可以估计或测量出来，确定哪些小区属于下行链路干扰区170和上行链路干扰区175。在美国专利申请No.08/940,648“蜂窝通信系统中下行链路干扰的估计”(“Estimating Downlink Interference in a CellularCommunications System”)中揭示了怎样估计哪些小区属于下行链路干扰区170的一个例子，该专利申请列作本说明的参考予以引用。该专利申请揭示了一种方法，利用一个广播信道分配(BA)表估计蜂窝通信网内下行链路干扰，确定小区与小区之间的的相互耦合，从而生成一个干扰矩阵。
具体地说，该专利申请揭示了对蜂窝通信网的BA表作了哪些修改，使得网络内的移动终端可以在一些预定的广播控制信道(BCCH)的频率上测量下行链路干扰。这些下行链路干扰测量本质上是测量下行链路信号强度，可以在移动终端所处的所有小区内在这些BCCH频率上进行。然后，将这些下行链路信号强度测量结果报告给基站。知道了所测量的BCCH频率和相应的基站识别码(BSIC)，所报告的这些测量结果就可以与相应小区对应。ARFCN/BSIC映射与所报告的下行链路信号强度测量结果一起于是可以用来生成小区对小区的干扰矩阵。干扰矩阵可以描述网络内的大部分小区之间的路径损耗之差，或者，干扰矩阵也可以描述那些小区之间的载波对干扰比(C/I)或载波对邻载波比(C/A)。
如果用上述干扰矩阵来确定下行链路干扰区170内的下行链路小区110d-110i，可以预测上行链路干扰区域175的上行链路小区110j-110p包括周围小区110d-110p中所有在服务小区110w内引起不可忽略的下行链路干扰的小区。因为很可能上行链路干扰区域175的上行链路小区110j-110p也在服务小区110w内引起不可忽略的下行链路干扰。
在步骤206，进行选择，在每个所选小区内基站控制器BSC-2155应该利用哪些测定的语音质量来确定在服务小区110w内是否允许新呼叫接入。例如，有三种方法可用于选择哪些移动报告可用来确定是否允许新呼叫接入。该三种方法在这里称为小区级法(步骤208)、子小区级法(步骤210，图3)和综合法(步骤212)，这些方法将在下面予以详细说明。
关于步骤208的小区级法，在确定是否允许新呼叫接入时所希望的结果是维护在服务小区110w和受干扰小区110d-110p内的预定统计语音质量要求。小区级法为了获得这个所希望的结果，利用了从位于小区110d-110p和110w内的移动终端接收到的所有移动报告。简要地说，小区级法的作用是，除非服务小区110w的语音质量或周围小区110d-110p有任何一个的语音质量超过了语音质量的最小门限，就允许新呼叫接入。
具体地说，可以将所测量的语音质量分为两种按小区计算的语音质量测量结果，分别表示为Cell_Q_UL(小区上行链路语音质量)和Cell_Q_DL(小区下行链路语音质量)。并且，语音质量的最小门限可以表示为Q_LIM_UL(上行链路最小门限)和Q_LIM_DL(下行链路最小门限)。因此，在服务小区110w内不接受新呼叫，如果：Cell_Q_DL＞Q_LIM_DL在服务小区110w或形成下行链路干扰区170的下行链路小区110d-110i的任何一个下行链路小区内成立；
或者
Cell_Q_UL＞Q_LIM_UL在服务小区110w或形成上行链路干扰区175的上行链路小区110j-110p的任何一个上行链路小区内成立。可以理解，与以上说明的两种最小门限值相比，语音质量的最小门限对于每个小区110d-110p或110w可以是一个不同的值。
现在来看图3例示的步骤210的子小区级法，在控制新呼叫接入服务小区110w时的基本思想是利用来自服务小区内执行新呼叫试呼的部分(例如，部分302w)的移动报告和来自周围小区110d-110p(例如，周围小区110e和110g)内实际受服务小区干扰的部分(例如，部分302g，302e)的移动报告。
与小区级法(步骤208)相比，子小区级法预先假定在每个小区(例如，下行链路小区110e和110g)内有按每个下行链路干扰小区测得的一些语音质量测量结果。例如，如果小区110w在小区110e和小区110g内引起下行链路干扰，于是就有一个在小区110e内的Cell_Q_DL(w)测量结果304和一个在小区110g内的Cell_Q_DL(w)测量结果306。
然而，对于例如小区110e内的Cell_Q_DL(w)测量结果304来说，只有在确定为从小区110w发出的BCCH的信号强度与从小区110e发出的BCCH的信号强度相比足够高(例如，不低于9db)的时候才采用测量报告。具体地说，对于小区110e内的Cell_Q_DL(w)测量结果304，只有在小区110e的移动报告内包括小区110w的绝对射频信道号码(ARFCN)和BSIC的组合而且小区110c内的BCCH的信号强度不到比小区110w的BCCH的信号强度高9db(典型情况)的时候才采用测量报告。应指出的是，单个移动报告可以更新多于一个小区x的Cell_Q_DL(x)。
呼叫接入干扰小区(Call Admission Interfering Cell)可移动报告移动报告移动报告移动报告移动报告移动报告定义为在新呼叫试呼期间下行链路与服务小区110w干扰的、而且根据来自这两个相关小区(例如，小区110k和110w)的两个BCCH的信号强度确定为“强”干扰的小区(例如，小区110k)。例如，在控制呼叫接入时如果小区110k标识为一个呼叫接入干扰小区，就只要考虑在服务小区110w内的Cell_Q_DL(k)测量结果308。
此外，还有一个可以利用任何下行链路小区110d-110i的不满足以上说明的BCCH信号强度条件的移动报告计算的Cell_Q_DL(Rest)测量结果310。Cell_Q_DL(Rest)测量结果310在下行链路小区110d-110i没有一个标识为“强”下行链路小区时使用。因此，在服务小区110w内不接受新呼叫，如果：
Cell_Q_DL(w)＞Q_LIM_DL在服务小区110w的下行链路干扰区170内的任何下行链路小区(例如，小区110c和110g)内成立；
或者
如果一个或多个小区标识为服务小区110w的呼叫接入干扰小区(X)，而且
Cell_Q_DL(X)＞Q_LIM_DL对于任何呼叫接入干扰小区在服务小区110w内成立；
否则
Cell_Q_DL(Rest)＞Q_LIM_DL在服务小区110w内成立；
而且
Cell_Q_UL＞Q_LIM_UL在服务小区110w或任何属于上行链路干扰区175的呼叫接入干扰小区(例如，小区110k)内成立。这些质量门限可以对于不同的质量测量结果是不同的。
可以理解，为了使子小区级法可以正确地起到作用，对于一个特定小区(例如，服务小区110w)的下行链路小区110d-110i的ARFCN应该包括在这个特定小区的BA表内。
现在来看在步骤212所示的的综合法，其中综合了小区级法(步骤208)和子小区级法(步骤210)的某些情况来确定是否允许新呼叫接入。这种综合法(步骤212)可用来针对在语音质量测量结果在周围小区110d-110p之一内是决定性的，而在这些周围小区内呈现的不良质量可能是由服务小区110w以外的干扰小区所引起时不允许新呼叫接入的这种成问题的环境。
在这样的情况下，如果一个小区的小部分内具有“不良”质量是可接受的只要在这个小区内总的质量是可接受的话，综合法(步骤212)就允许新呼叫接入。因此，描述这种综合法(步骤212)的一个典型方式是，在服务小区110w内不接受新呼叫，如果：
Cell_Q_DL＞Q_LIM_DL而且Cell_Q_DL(w)＞Q_LIM_DL在服务小区110w的下行链路干扰区的任何下行链路小区110d-110i内成立；
或者
Cell_Q_DL＞Q_LIM_DL在服务小区110w内成立，而且Cell_Q_DL(k)＞Q_LIM_DL对于任何呼叫接入干扰小区(例如，小区110k)在服务小区110w内成立；
或者
Cell_Q_UL＞Q_LIM_UL在服务小区110w或任何属于上行链路干扰区175的呼叫接入干扰小区(例如，小区110k)内成立。
可以理解，质量检验对于不同的质量测量结果可以是不同的。例如，如果接入控制方法200试图为整个小区(例如，服务小区110w)内90％的呼叫维护“良好”质量，那么在这个小区的受监控的这些部分内90％以上的呼叫应该具有“良好”质量。
熟悉该技术的人员可以从上看出，本发明提供了一种方法和蜂窝通信网，能够通过根据在一个服务小区内的当前语音质量和在受这个服务小区干扰的其他小区内的当前语音质量确定是否允许一个新呼叫接入来维护在这个服务小区和受这个服务小区干扰的其他小区内的语音质量。此外，如所揭示的那样，这种接入控制方法可以通过按照小区级法、子小区级法或综合法进行操作确定是否允许新呼叫接入来维护语音质量。
虽然在附图中例示了本发明的方法和设备的三个优选实施例，而且在以上详细说明中作了说明，但可以理解，本发明并不局限于所揭示的这些实施例，而是可以根据如以下权利要求书所提出和明确的本发明的精神进行各种重新配置、修改和替换。

Claims (14)

1.一种通过控制新呼叫的接入来维护在一个蜂窝通信网内所要求级别的语音质量的方法，所述方法包括下列步骤：
通过测量所述蜂窝通信网内的一个服务小区或至少一个周围小区的上行链路语音质量测量结果和下行链路语音质量测量结果来为所述服务小区确定语音质量测量结果；以及
然后根据所述服务小区和至少一个周围小区的语音质量测量结果使用小区级法、子小区级法或综合法来确定是否允许新呼叫接入，从而维护在所述服务小区内所要求级别的语音质量，
其中使用所述小区级法来确定是否允许新呼叫接入包括：除了所述服务小区的所述语音质量测量结果超过一个最小门限、或所述至少一个周围小区的所述语音质量测量结果超过一个最小门限的情况外，就允许新呼叫接入的步骤，
其中使用所述子小区级法来确定是否允许新呼叫接入包括：除了在所述至少一个周围小区的部分区域中的语音质量测量结果超过一个最小门限、或者在所述服务小区的部分区域中的语音质量测量结果超过一个最小门限的情况外，就允许新呼叫接入，以及
其中使用所述综合法来确定是否允许新呼叫接入包括：除了所述至少一个周围小区的语音质量测量结果超过一个最小门限而且在所述至少一个周围小区的部分区域中的语音质量测量结果超过一个最小门限、或者所述服务小区的语音质量测量结果超过一个最小门限而且在所述服务小区的部分区域中的语音质量测量结果超过一个最小门限的情况外，就允许新呼叫接入。
2.权利要求1的方法，其中在所述至少一个周围小区的部分区域中的语音质量测量结果与一个在所述至少一个周围小区实际受所述服务小区干扰的位置相应，而在所述服务小区的所述部分中的语音质量测量结果与一个在所述服务小区内试图接入新呼叫的位置相应。
3.权利要求1的方法，其中确定语音质量测量结果的步骤包括通过把在一个移动终端确定的一个下行链路语音质量测量结果和在一个收发信站确定的一个上行链路语音质量测量结果组合而形成多个移动报告的步骤。
4.权利要求3的方法，其中所述移动报告还包括下行链路信号强度信息和上行链路信号强度信息。
5.权利要求1的方法，其中所述新呼叫还包括从在多个周围小区之一内正在进行的呼叫、入局呼叫和出局呼叫中选择的一个呼叫。
6.权利要求1的方法，还包括：
从多个周围小区中标识所述服务小区引起下行链路干扰的至少一个下行链路小区；
确定所述至少一个下行链路小区的一个下行链路语音质量测量结果；
从多个周围小区中标识至少一个上行链路小区，该至少一个上行链路小区在所述服务小区内引起下行链路干扰；
确定所述至少一个上行链路小区的一个上行链路语音质量测量结果；以及
其中所述语音质量测量结果包括所述服务小区、所述至少一个上行链路小区和所述至少一个下行链路小区的任何一个语音质量测量结果，以维护在所述服务小区、所述至少一个下行链路小区和所述至少一个上行链路小区内所要求级别的语音质量。
7.权利要求6的方法，其中所述标识至少一个下行链路小区和标识至少一个上行链路小区的步骤还包括一个应用下行链路信号强度信息的步骤。
8.权利要求6的方法，其中所述确定是否允许新呼叫接入的步骤还包括应用小区级法的步骤，其中该应用小区级法的步骤还包括除了所述服务小区或任何所述至少一个上行链路小区的上行链路语音质量测量结果超过其相应的最小上行链路门限、或者所述服务小区或任何所述至少一个下行链路小区的下行链路语音质量测量结果超过其相应的最小下行链路门限的情况外，就允许新呼叫接入的步骤。
9.权利要求6的方法，其中所述确定是否允许新呼叫接入的步骤包括应用子小区级法的步骤，其中该应用子小区级法的步骤还包括除了在所述至少一个下行链路小区的部分区域中的下行链路语音质量测量结果超过其相应的最小下行链路门限、或者在所述服务小区的部分区域中的下行链路语音质量测量结果超过其相应的最小下行链路门限、或者所述服务小区的部分区域的上行链路语音质量测量结果或任何所述至少一个上行链路小区的部分区域的上行链路语音质量测量结果超过其相应的最小上行链路门限的情况外，就允许新呼叫接入所述服务小区的步骤。
10.权利要求9的方法，其中在所述至少一个下行链路小区的部分区域中的下行链路语音质量测量结果与一个在所述至少一个下行链路小区内实际受所述服务小区干扰的位置相应，而在所述服务小区的部分区域中的下行链路语音质量测量结果与一个在所述服务小区内试图接入新呼叫的位置相应。
11.权利要求6的方法，其中所述确定是否允许新呼叫接入的步骤包括应用通过综合小区级法和子小区级法形成的综合法的步骤，其中该应用综合法的步骤还包括除了所述至少一个下行链路小区的下行链路语音质量测量结果超过一个最小下行链路门限而且在所述至少一个下行链路小区内的部分区域中的下行链路语音质量测量结果超过其相应的最小下行链路门限、或者所述服务小区的下行链路语音质量测量结果超过其相应的最小下行链路门限而且在所述服务小区的部分区域中的下行链路语音质量测量结果超过其相应的最小下行链路门限、或者所述服务小区或任何所述至少一个上行链路小区的上行链路语音质量测量结果超过其相应的最小上行链路门限的情况外，就允许新呼叫接入所述服务小区的步骤。
12.权利要求6的方法，其中所述新呼叫是还包括从在所述多个周围小区之一内正在进行的呼叫、入局呼叫和出局呼叫中选择的一个呼叫。
13.权利要求1的方法，其中所述服务小区是一个新呼叫的服务小区，所述语音质量测量结果与在试图接入新呼叫的所述服务小区内的位置相应。
14.权利要求1的方法，其中所述周围小区是一个受新呼叫的服务小区干扰的周围小区，所述语音质量测量结果与在受所述服务小区干扰的所述周围小区内的位置相应。
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