CN1579105A - 移动通信系统、无线电通信控制设备、移动通信设备和移动通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用的移动通信系统1根据移动站的DHO分支的数目，恰当地改变执行移动站和基站之间的通信的信息速率。从而，能够防止基站的电源过载，并且能够防止基站容量的降低，以及整个移动通信系统1的通信效率的降低。DHO分支的数目由无线电通信控制设备20、30管理，于是，可在对现有的移动通信系统的硬件资源进行很少修改的情况下，获得本发明的效果。
Description
技术领域
本发明涉及包括许多基站和移动通信设备的移动通信系统，和无线电通信控制设备，移动通信设备及移动通信方法。
背景技术
近年来，蜂窝电话机等的普及已显著提高了移动通信系统的使用。
在目前的移动通信系统中，在许多位置安装具有预定覆盖区域(下面称为“小区”)的许多基站。当移动站(移动通信设备)位于至少一个基站小区中时，它可使用该系统。即，基站的小区共同构成系统的服务范围。
这种移动通信系统中，基站和移动站之间的信息速率取决于通信质量，和信号干扰功率比(SIR)密切相关。
在通信质量和SIP之间存在下述关系：为了以高信息速率提供通信，除了高效的调制方法之外，低差错率是必不可少的，于是在接收端要求高SIR。这意味着为了以较高的信息速率进行通信，在发送端需要较高的发射功率。
例如，为了以高信息速率从基站向移动站传送数据，在移动站要求高SIR(在基站要求高的发射功率)。另一方面，为了以低信息速率从基站向移动站传送数据，移动站的高SIR不是必需的(基站的高发射功率不是必需的)。这同样适用于从移动站向基站传送数据的情况。
从而，移动通信系统必须确保所需的通信质量，为此，使用发射功率控制。
在移动通信中，在到达移动站之前，当通过大气传播时，从基站传送的无线电波衰减。衰减受基站和移动站之间的距离及建筑物的地理特征影响。于是，如果发射功率恒定，当正在传送数据的移动站移动时，在基站接收的功率显著变化(衰落)。
于是，为了即使发生衰落，仍能维持恒定的通信质量，除了上述发射功率控制之外，还执行根据通信质量的反馈发射功率控制。
反馈发射功率控制涉及：在接收端，测量接收质量，并其与理想值进行比较，使比较结果和无线电帧或时隙相联系，并将其反馈给发送端；在发送端，根据供给的比较结果，控制发射功率。
图7表示了当进行传输控制时，获得的信号电平。如果图7中的移动站M1和M2以相同的信息速率与基站通信，则控制发射功率，以使通信质量彼此相同。从而，以和基站与移动站M2之间的通信的发射功率水平相比，更高的发射功率水平进行基站与移动站M1(和移动站M2相比，移动站M1远离基站)之间的通信。这种发射功率控制向移动站M1和M2提供相同的接收质量。
图7中的移动站M2和M3到基站的距离基本相等，但是以和移动站M2与基站之间的通信的信息速率相比，更高的信息速率进行移动站M3和基站之间的通信。这种情况下，以和基站与移动站M2之间的通信的发射功率水平相比，更高的发射功率水平进行基站与移动站M3之间的通信。
这样，发射功率控制能够把接收质量保持在相同水平，另外，能够降低取决于服务范围中移动站位置的通信质量的变化。这种技术还可降低发射功率，从而提高功率利用的效率。
除了SIR之外，提供控制发射功率的量度的接收质量可以是接收功率(接收的信号电平)，使用信号质量的检错结果(CRC：循环冗余检验)，或者诸如BLER(块差错率)和BER(误码率)之类的差错率。
如上所述，当移动通信系统中的移动站在基站的小区内时，它能够进行通信。当移动站在一个以上的小区内移动时，通信从一个基站转换到另一基站。这通常被称为越区切换。越区切换方案大略可被分成两类。在日本专利特许公开No.2002-232353中描述了现有的越区切换技术。
第一种方案被称为硬越区切换(HHO)。在这种方案中，当移动站从一个小区移动到另一小区时，移动站立即转换到它与其建立无线电信道的基站。每次，移动站只能与一个基站进行通信。
第二种方案被称为分集越区切换(DHO)。在这种方案中，在移动站释放到它所连接的基站的无线电信道之前，移动站建立到新基站的无线电信道。随后，移动站释放到它先前连接的基站的无线电信道。在DOH方案中，每次移动站能够与一个以上的基站通信。移动站建立的每个无线电信道被称为DHO分支(或者分集分支)。DHO方案优于HHO方案，因为当连接从一个基站转换到另一基站时，不会发生短暂的传输中断。
当移动站位于基站的小区的边缘，并且只与该基站通信(HHO方案)时，为了把接收质量保持在恒定水平，需要较大的发射功率。于是，在一些情况下，不能确保足以补偿起因于衰落的信号电平降低的电力供给。
另一方面，根据DOH方案，当移动站位于基站的小区的边缘时，来自移动站先前连接的基站的信号，和来自移动站新连接的基站的信号被合并，使移动站的接收质量能够保持在恒定的水平。
衰落的程度取决于基站。根据DHO方案，起因于衰落的基站信号电平的降低可由另一基站补偿。从而，能够保持通信质量的稳定性，并且能够降低发射功率。
图8表示了当使用DHO方案时的通信功率水平。图8中，移动站M4位于基站B1的小区的边缘，还包括在基站B2的小区中。移动站M5只包含在基站B1的小区中，并且类似于移动站M4，位于基站B1的小区的边缘。
当移动站M4和M5以相同的信息速率相互通信时，DHO导致从基站B1和B2提供给移动站M4的发射功率。从而，提供预定的总发射功率。每个基站B1和B2的发射功率是预定发射功率的一部分，从B1到移动站M4的发射功率小于从基站B1到M5的发射功率。
如上所述，发射功率控制和DHO允许移动站在移动通信系统的覆盖区域中的任意地方，获得预定的所需通信质量。
但是，和移动站位于基站附近相比，当移动站位于基站的小区的边缘时，移动站使用更大的功率用于通信。当使用DHO方案时，许多基站中的每个基站应提供的发射功率较小。但是，系统总体需要较大的发射功率。另外，当以高信息速率进行通信时，需要较高的发射功率。
基站能够传送的功率有限。于是，位于其小区边缘并消耗大量发射功率的移动站会使电源过载，降低基站的容量。这导致整个系统通信效率的降低。
本发明的目的是防止基于DHO的整个移动通信系统的通信效率的降低。
发明内容
根据本发明，提供一种移动通信系统，所述移动通信系统包括具有预定无线电通信覆盖区域(例如图1中基站21～23、31、32的小区)的许多基站单元(例如图1中的基站21～23、31、32)，能够与基站单元通信的移动通信设备(例如图1中的移动站41～43)，和提供对许多基站单元的集中控制的无线电通信控制设备，当移动通信设备在许多无线电通信覆盖区域彼此重叠的区域内时，移动通信设备连接对应于许多无线电通信覆盖区域的基站单元，移动通信系统包括：管理连接数目(例如本发明的实施例中的“DHO分支数目”)的连接计数管理装置(例如图2中的DHO控制单元20e和存储器20d)，连接数目表示移动通信设备连接的基站单元的数目；和根据连接计数管理装置管理的连接数目，改变信息速率的信息速率改变装置(例如，图2中的信息速率控制单元20c)，以所述信息速率进行移动通信设备和对应于移动通信设备所处的无线电通信覆盖区域的基站单元之间的通信。
移动通信系统的特征还在于连接计数管理装置管理在任意时刻，随着移动站移动而变化的连接的数目；信息速率改变装置根据连接计数管理装置管理的连接的数目，在任意时刻改变信息速率。
移动通信系统的特征还在于信息速率改变装置把信息速率改变成除以连接数目的基本信息速率，基本信息速率是移动通信设备以其与基站单元之一连接的信息速率。
移动通信系统的特征还在于信息速率改变装置包括保存和连接数目对应的预定信息速率的存储装置(例如图2中的存储器20d)，并根据连接数目，把信息速率改变成保存于存储装置中的预定信息速率。
根据本发明，提供一种移动通信系统用无线电通信控制设备，所述移动通信系统包括具有预定无线电通信覆盖区域的许多基站单元，能够与基站单元通信的移动通信设备，和提供对许多基站单元的集中控制的无线电通信控制设备，当移动通信设备在许多无线电通信覆盖区域彼此重叠的区域内时，移动通信设备连接对应于许多无线电通信覆盖区域的基站单元，无线电通信控制设备的特征在于包括：管理连接数目的连接计数管理装置，连接数目表示移动通信设备连接的基站单元的数目；和根据连接计数管理装置管理的连接数目，改变信息速率的信息速率改变装置，以所述信息速率进行移动通信设备和对应于移动通信设备所处的无线电通信覆盖区域的基站单元之间的通信。
无线电通信控制设备的特征还在于连接计数管理装置管理在任意时刻，随着移动站移动而变化的连接的数目；信息速率改变装置根据连接计数管理装置管理的连接的数目，在任意时刻改变信息速率。
无线电通信控制设备的特征还在于信息速率改变装置把信息速率改变成除以连接数目的基本信息速率，基本信息速率是移动通信设备以其与基站单元之一连接的信息速率。
无线电通信控制设备的特征还在于信息速率改变装置包括保存和连接数目对应的预定信息速率的存储装置，并根据连接数目，把信息速率改变成保存于存储装置中的预定信息速率。
根据本发明，提供一种移动通信系统用移动通信设备，所述移动通信系统包括具有预定无线电通信覆盖区域的许多基站单元，能够与基站单元通信的移动通信设备，和提供对许多基站单元的集中控制的无线电通信控制设备，当移动通信设备在许多无线电通信覆盖区域彼此重叠的区域内时，移动通信设备连接对应于许多无线电通信覆盖区域的基站单元，其特征在于能够根据来自无线电通信控制设备的指令，改变移动通信设备与该移动通信设备连接的基站通信的信息速率。
根据本发明，提供一种移动通信系统用移动通信方法，所述移动通信系统包括具有预定无线电通信覆盖区域的许多基站单元，能够与基站单元通信的移动通信设备，和提供对许多基站单元的集中控制的无线电通信控制设备，当移动通信设备在许多无线电通信覆盖区域彼此重叠的区域内时，移动通信设备连接对应于许多无线电通信覆盖区域的基站单元，所述移动通信方法的特征在于包括：管理连接数目的连接计数管理步骤，连接数目表示移动通信设备连接的基站单元的数目；和根据管理的连接数目，改变信息速率的信息速率改变步骤，以所述信息速率进行移动通信设备和对应于移动通信设备所处的无线电通信覆盖区域的基站单元之间的通信。
移动通信方法的特征还在于在连接计数管理步骤，在任意时刻管理随着移动站移动而变化的连接的数目；和在信息速率改变步骤，根据连接计数管理装置管理的连接的数目，在任意时刻改变信息速率。
移动通信方法的特征还在于在信息速率改变步骤，把信息速率改变成除以连接数目的基本信息速率，基本信息速率是移动通信设备以其与基站单元之一连接的信息速率。
移动通信方法的特征还在于在信息速率改变步骤，把信息速率改变成保存的和连接数目对应的预定信息速率。
附图说明
图1表示了根据本发明的移动通信系统1的系统结构；
图2是表示无线电通信控制设备20的功能结构的方框图；
图3是表示移动站41的功能结构的方框图；
图4表示了移动通信系统1执行的信息速率控制过程；
图5表示了移动站41在基站21的小区中开始通信(在位置A)，并且正在转换到基站22和23的小区(位置B到位置C)的情形；
图6是信息速率控制单元20c执行的信息速率更新过程的流程图；
图7表示了当控制发射功率时的信号电平；和
图8表示了当使用DHO方案时的通信功率水平。
具体实施方式
下面参考附图，详细说明根据本发明的移动通信系统的实施例。
图1～6表示了本发明所应用的移动通信系统1。移动通信系统1使用分集越区切换(DHO)方案。
首先说明该系统的结构。
图1表示了根据本发明的移动通信系统1的系统结构。图1中的移动通信系统包括主干网10，无线电通信控制设备20、30，基站21～23和31及32，和移动站41～43。
主干网10是典型的蜂窝电话网，它包括交换机等。无线电通信控制设备20和30通过主干网10相互通信。
无线电通信控制设备20和30指导基站21～23和31及32控制信息速率，以及增加或删除DHO分支。它们还提供对基站21～23，31，32的集中控制。
图2是表示无线电通信控制设备20的功能结构的方框图。无线电通信控制设备30具有相同的结构，于是只说明无线电通信控制设备20。
图2中的无线电通信控制设备20包括用户数据缓冲器20a、排队单元20b、信息速率控制单元20c、存储单元20d和DHO控制单元20e。
用户数据缓冲器20a临时保存主干网10传送的数据，并在某一时刻把数据输出给排队单元20b。
排队单元20b控制输出从用户数据缓冲器20a输入的数据的顺序，并按照该输出顺序，把每条数据发送给恰当的基站单元。
信息速率控制单元20c根据保存在存储单元20d中的移动站的DHO分支的数目，规定从基站单元向移动站单元传送从排队单元20b发送的数据的信息速率。
存储单元20d保存每个移动站的DHO分支的数目。根据DHO控制单元20e的指令，更新其内容。DHO分支的数目代表在分集越区切换情况下，移动站同时连接的基站的数目。
响应从移动站提供的增加或删除DHO分支的请求，DHO控制单元20e指令相关基站连接或脱离该移动站，从而增加或删除DHO分支。
基站21～23，31，32能够与在它们的小区内的移动站通信。基站21～23，31，32被配置成它们能够改变与在它们的小区内的移动站通信的信息速率，并以无线电通信控制设备20、30指示的信息速率，与每个移动站通信。
移动站41～43是移动通信设备，例如蜂窝电话机，并且通过利用DHO方案，能够与基站21、23、31、32连接。
图3是表示移动站41的功能结构的方框图。移动站41～43具有类似的结构，于是，移动站41的功能结构将被用作例子，并在下面进行说明。
如图3中所示，移动站41包括输入信息的输入单元41-1，控制整个移动站的控制单元41～2，保存信息的存储器41-3，用作处理工作区的RAM(随机存取存储器)41-4，保存显示数据的VRAM(视频随机存取存储器)41-5，显示保存在VRAM中的信息的显示器41-6，和与基站通信的通信单元41-7。
具有上述结构的移动站41通过通信单元41-7与基站通信，控制单元41-2根据从基站发送的信息速率改变指令，改变与基站通信的信息速率。
下面说明操作。
首先说明整个移动通信系统1的操作。
图4表示了移动通信系统1执行的信息速率控制过程。当移动站通过移动通信系统1中的任意基站开始通信时，开始该信息速率控制过程。
下面说明其中移动站41开始在基站21的小区中(在位置A)开始通信，并且转移到基站21和23的小区(位置B到位置C)的例子。
图4中，当信息速率控制过程开始时，无线电通信控制设备20检查正与基站S21连接的移动站41的DHO分支的数目(步骤S1)。
无线电通信控制设备20判断移动站41的信息速率是否和DHO分支的数目一致(步骤S2)。如果它判断移动站41的信息速率和DHO分支的数目不一致，则无线电通信控制设备20把移动站41的信息速率改变成与DHO分支的数目一致的信息速率(步骤S3)。
如图5中所示，如果移动站41位于基站21的小区的边缘，在基站22的小区内，以及正通过DHO与基站21、22、23连接(当从位置移动到位置B时)，移动站41的信息速率可能与DHO分支的数目不一致。
基站41以指定的信息速率(在步骤S3改变的信息速率)开始与移动站41通信(步骤S4)。
另一方面，如果在步骤S2判断移动站41的信息速率与DHO分支的数目一致，则过程进入步骤S4(以当前的信息速率通信)。
随后，无线电通信控制设备20判断移动站41是否未与任意基站连接(它是否已终止通信)(步骤S5)。如果判断移动站41与任意基站连接，则过程返回步骤1。
另一方面，如果在步骤S5判断移动站41未与任意基站连接，则将结束信息速率控制过程。
下面说明在图4中所示的信息速率控制过程的步骤S3执行的过程(下面称为“信息速率更新过程”)。信息速率更新过程由无线电通信控制设备20的信息速率控制单元20c实现。
图6是信息速率控制单元20c执行的信息速率更新过程的流程图。
在图6中，当开始信息速率更新过程时，信息速率控制单元20c根据从排队单元20b输入的，作为数据目的地的移动站41的标识号，从存储器20d获得移动站41的DHO分支的数目(步骤P1)。
信息速率控制单元20c随后把信息速率更新成除以DHO分支数目的移动站41的初始信息速率(当分支数目为“1”时的信息速率)，并向排队单元20b指示新的更新后的信息(步骤P2)。
信息速率控制单元20c通过使其初始信息速率与其标识号相联系，管理每个移动站的初始信息速率(参见图6)。
信息速率控制单元20c把更新后的信息速率发送给基站21，并向移动站41提供信息速率更新的指示(步骤P3)。
在下面的说明中，除以DHO分支数目的初始信息速率被设置成图6中所示信息速率更新过程中的新信息速率。另一方面，可提供设置和DHO分支数目相关的指定信息速率的表格，当前信息速率可被更新成取决于移动站41的DHO分支数目的指定信息速率。这种情况下，在图6中的步骤P2参考所述表格，以便更新信息速率。
如上所述，应用本发明的移动通信系统1根据移动站的DHO分支的数目，恰当地改变移动站和基站之间通信的信息速率。
从而，可防止基站的电源的过载，于是能够防止基站容量的降低，以及整个移动通信系统1的通信效率的降低。
此外，由于DHO分支的数目由无线电通信控制设备20、30控制，因此在对现有移动通信系统的硬件资源进行很少修改的情况下，能够获得本发明的效果。
根据本发明，按照DHO分支的数目控制信息速率，而不是如同常规方法那样控制发射功率。
移动站和基站的发射功率具有上限和下限，并可在上下限之间的范围内变化。
于是，在只控制发射功率的系统中，存在即使以上限发射功率(最大功率)进行发射，位于基站的小区边缘的移动站也不能获得所需的通信质量的情况。
这种情况下，不能通过把信息速率控制成较低值，提供所需的通信质量。
另一方面，当以下限发射功率(最小功率)进行发射时，可能存在大大超过所需质量的情况。这种情况下，通过增大信息速率，能够有效地利用功率。
从而，控制信息速率提供与控制发射功率提供的控制特征和效果不同的控制特征和效果，于是，本发明提供独特的效果。
根据本发明，根据移动站的连接的数目，改变在移动站单元和基站单元之间进行通信的信息速率。
从而，本发明能够防止基站单元中电源过载，于是能够防止基站单元的容量的降低，以及整个移动通信系统的通信效率的降低。
此外，在对现有移动通信系统的硬件资源进行很少修改的情况下，通过借助无线电通信控制设备管理连接的数目，能够获得本发明的效果。
Claims (13)
1、一种移动通信系统，所述移动通信系统包括具有预定无线电通信覆盖区域的许多基站单元，能够与所述基站单元通信的移动通信设备，和提供对所述许多基站单元的集中控制的无线电通信控制设备，当所述移动通信设备在许多无线电通信覆盖区域彼此重叠的区域内时，所述移动通信设备连接对应于所述许多无线电通信覆盖区域的基站单元，所述移动通信系统的特征在于包括：
管理连接数目的连接计数管理装置，连接数目表示所述移动通信设备连接的基站单元的数目；和
根据所述连接计数管理装置管理的连接数目，改变信息速率的信息速率改变装置，以所述信息速率进行所述移动通信设备和对应于所述移动通信设备所处的无线电通信覆盖区域的基站单元之间的通信。
2、按照权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于所述连接计数管理装置管理在任意时刻，随着所述移动站移动而变化的连接的数目；
所述信息速率改变装置根据所述连接计数管理装置管理的连接数目，在任意时刻改变所述信息速率。
3、按照权利要求1或2所述的移动通信系统，其特征在于所述信息速率改变装置把所述信息速率改变成除以所述连接数目的基本信息速率，所述基本信息速率是所述移动通信设备以其与基站单元之一连接的信息速率。
4、按照权利要求1-3任一所述的移动通信系统，其特征在于所述信息速率改变装置包括保存和所述连接数目对应的预定信息速率的存储装置，并根据所述连接数目，把所述信息速率改变成保存于所述存储装置中的预定信息速率。
5、一种移动通信系统用无线电通信控制设备，所述移动通信系统包括具有预定无线电通信覆盖区域的许多基站单元，能够与所述基站单元通信的移动通信设备，和提供对所述许多基站单元的集中控制的无线电通信控制设备，当所述移动通信设备在许多无线电通信覆盖区域彼此重叠的区域内时，所述移动通信设备连接对应于所述许多无线电通信覆盖区域的基站单元，所述无线电通信控制设备的特征在于包括：
管理连接数目的连接计数管理装置，所述连接数目表示所述移动通信设备连接的基站单元的数目；和
根据所述连接计数管理装置管理的连接数目，改变信息速率的信息速率改变装置，以所述信息速率进行所述移动通信设备和对应于所述移动通信设备所处的无线电通信覆盖区域的基站单元之间的通信。
6、按照权利要求5所述的无线电通信控制设备，其特征在于所述连接计数管理装置管理在任意时刻，随着所述移动站移动而变化的连接的数目；和
所述信息速率改变装置根据所述连接计数管理装置管理的连接数目，在任意时刻改变所述信息速率。
7、按照权利要求5或6所述的无线电通信控制设备，其特征在于所述信息速率改变装置把所述信息速率改变成除以所述连接数目的基本信息速率，所述基本信息速率是所述移动通信设备以其与基站单元之一连接的信息速率。
8、按照权利要求5-7任一所述的无线电通信控制设备，其特征在于所述信息速率改变装置包括保存和所述连接数目对应的预定信息速率的存储装置，并根据所述连接数目，把所述信息速率改变成保存于所述存储装置中的预定信息速率。
9、一种移动通信系统用移动通信设备，所述移动通信系统包括具有预定无线电通信覆盖区域的许多基站单元，能够与所述基站单元通信的移动通信设备，和提供对所述许多基站单元的集中控制的无线电通信控制设备，当所述移动通信设备在许多无线电通信覆盖区域彼此重叠的区域内时，所述移动通信设备连接对应于所述许多无线电通信覆盖区域的基站单元，其特征在于能够根据来自所述无线电通信控制设备的指令，改变所述移动通信设备与所述移动通信设备连接的基站通信的信息速率。
10、一种移动通信系统用移动通信方法，所述移动通信系统包括具有预定无线电通信覆盖区域的许多基站单元，能够与所述基站单元通信的移动通信设备，和提供对所述许多基站单元的集中控制的无线电通信控制设备，当所述移动通信设备在许多无线电通信覆盖区域彼此重叠的区域内时，所述移动通信设备连接对应于所述许多无线电通信覆盖区域的基站单元，所述移动通信方法的特征在于包括：
管理连接数目的连接计数管理步骤，连接数目表示所述移动通信设备连接的基站单元的数目；和
根据所述管理的连接数目，改变信息速率的信息速率改变步骤，以所述信息速率进行所述移动通信设备和对应于所述移动通信设备所处的无线电通信覆盖区域的基站单元之间的通信。
11、按照权利要求10所述的移动通信方法，其特征在于在所述连接计数管理步骤，在任意时刻管理随着所述移动站移动而变化的连接的数目；和
在所述信息速率改变步骤，根据所述连接计数管理装置管理的连接的数目，在任意时刻改变所述信息速率。
12、按照权利要求10或11所述的移动通信方法，其特征在于在所述信息速率改变步骤，把所述信息速率改变成除以所述连接数目的基本信息速率，所述基本信息速率是所述移动通信设备以其与基站单元之一连接的信息速率。
13、按照权利要求10-12任一所述的移动通信方法，其特征在于在所述信息速率改变步骤，把所述信息速率改变成保存的和所述连接数目对应的预定信息速率。
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