CN1717951A - 多载波码分多址系统中的资源授予 - Google Patents

多载波码分多址系统中的资源授予 Download PDF

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Abstract

在一个实施例中，通过将软切换条件最大化，保持与移动站的频率连续性，或者通过跨越两个或更多的小区平衡载频的负载，或者通过这些方法的结合，一个多载波码分多址网络将无线电链路资源授予一个移动站。网络识别具有两个或更多的用于分配到移动站的CDMA信道的载频。如果那些频率中的一个被移动站用来请求资源，则选择那个频率可能是有利的；否则或者说替换的，选择范围被缩小到具有最大数目的可用无线电链路的载频。从那一点来说，例如通过选择跨越两个或多个小区具有最良好的CDMA信道负载的载频，这个选择范围可以被进一步地缩小。在另一个实施例中，这种多载波负载平衡是载频选择的基础。

Description

多载波码分多址系统中的资源授予
                         发明背景
[0001]本发明通常涉及无线通信网络中的资源分配，并尤其涉及用户许可的有效资源分配，比如在呼叫发源或者在硬切换处。
[0002]有限的通信资源约束移动站和在给定服务区内可支持的其它无线通信装置(用户)的数目。例如，在规定的服务区(小区)内，典型的码分多址(CDMA)网络至少使用一个“CDMA信道”。在本文中，CDMA信道表示网络和特定载频上的用户之间的正反向通信链路的集合。从而，CDMA信道可以被认为是特定CDMA载波和特定小区之间的“交集”。
[0003]在正向链路上，CDMA信道的容量尤其由可用发射功率和可用扩频码资源来约束。通过动态地分配总的正向链路发射功率的变化部分，以及还通过分配一个或多个扩频码来把每个用户单独的业务流(组)码复用到CDMA信道上，用户被添加到CDMA信道。从而，在特定的CDMA信道上向特定用户分配一个或多个“无线电链路”的能力取决于那个信道的功率和代码资源的可用性。
[0004]在特定小区内增加可用的CDMA信道数量实质上增加了小区内能够支持的用户数量。多个载频的使用使得能够在特定小区内使用两个或更多的CDMA信道。例如，在特定小区中使用载频F1和F2为该小区用频率F1提供一个CDMA信道，而用频率F2提供另一个CDMA信道。作为增加的灵活性这一点，不是所有的小区都一定要提供多个载频。例如，诸如市中心市区中的小区之类的某些小区可以用两个或更多的载频来运行，而边远的小区可以只用一个载频来运行。通常，多个小区内的单载波和多载波小区的混合可以按照需要或期望被编制以满足容量和连接可靠性的目的。
[0005]即使使用了多个载频，有效使用被增加容量的能力以及从网络用户观点来可靠地实施需要比当前多载波网络中更智能的资源授予方法。例如，常规的多载波网络可以执行有限的载波间负载平衡，因此特定小区接纳的用户被或多或少地分派给该小区中负载最少的载频。然而，因为那些用户可以在来自邻近小区的软切换中被服务，所以在那个小区中的相对载频负载几乎不能指出跨越将要或可能被用来支持移动站的小区的相对载频负载。
[0006]另外，如果不考虑跨越多个CDMA信道的无线电链路可用性，则由于没有在最大化移动站的软切换的载频上授予资源或至少选择满足最小软切换准则的载频，常规网络丧失了增加服务可靠性的机会。因为这些及其它将变得明显的原因，在多载波CDMA环境中需要改进的方法和设备来向移动站授予资源。
                         发明内容
[0007]本发明包括用于在诸如IS-2000无线通信网络之类的多载波CDMA网络中向移动站授予无线电链路资源的方法和设备。在两个或更多的CDMA载频可以被用来向特定移动站授予被请求的无线电链路资源的情形中，本发明提供一个用于选择授予所请求资源的特定载频的基础。在示范性实施例中，载频选择方法关于至少满足移动站的最小软切换准则来设置一个优先权。在另一个示范性实施例中，载频选择方法关于跨越可用载频保持平衡的资源使用来设置一个优先权。当然，本发明基于在此给出的几个示范性选择法中的这些及其它优先权的变化组合来仔细思考载波选择。
[0008]通常，资源请求从移动站被接收或者说由移动站来触发，移动站期望服务连接到与例如呼叫方或硬切换相联系的网络。一般来说，请求明确地或暗中地识别无线电链路在其上被期望的一个或多个CDMA信道，这些信道中的每一个都与网络中的特定小区相关。虽然移动站通常在单个载频上请求资源，但是网络也知道在与资源请求相关的一个或多个小区中可用的其它所有载频。从而，网络识别一组一个或多个的载频，其中，任何一个载频都可被用于向移动站授予所请求的无线电链路资源，然后从该组中选择一个特定的载频来用于向移动站授予无线电链路资源。
[0009]重点在至少满足最小软切换准则，如有可能，示范性的载频选择方法在满足最小软切换准则并保持与移动站的频率连续性的载频上授予无线电链路资源，或者在最大化移动站的软切换的载频上授予无线电链路资源。如果多于一个载频最大化了软切换，则选择机会还可以通过选择具有最佳小区间负载条件的载频来进一步缩小。如果多于一个的载频具有同样的小区间负载条件，则选择可以使用附加的选择准则缩小到一个载频，比如通过做出一个默认的频率选择。
[0010]作为这类载频选择的一个例子，基于最新IS-2000标准(cdma2000)的CDMA网络支持呼叫许可进入软切换(CASH)，其中，移动站可以响应于来自移动站的发源消息在两个或更多的CDMA信道(同样载频)上被授予无线电链路资源。类似的许可到软切换中的过程在此被定义用于经受硬切换(HHO)的移动站。从而，用于呼叫方和HHO的许可过程可以在两个或更多的CDMA信道的正向链路上授予资源，因此移动站被许可进入软切换(SHO)中的网络，从而经由被提高的衰减电阻而获得了增强的连接可靠性。
[0011]在SHO许可的环境中，无论从呼叫发源或HHO开始，本发明的示范性实施例都首先识别满足最小SHO准则的那组载频，例如提供可被用于服务移动站的两个或更多的CDMA信道的载频。如果资源请求与HHO相关，则网络识别最大化移动站SHO的载频或频率，例如，提供能够在其中被授予移动站的CDMA信道最大数量的无线电链路。如果有多于一个的这类载频存在，则例如通过识别这些载频中的哪一个具有最良好的小区间负载条件和/或通过使用诸如默认选择准则之类的其它选择准则，网络进一步地缩小频率选择。
[0012]选择优先级可以被变更，其中，许可与呼叫发源而不是移动站的HHO相关。在这里，移动站用特定载频在特定的CDMA信道上发射了一个发源消息或类似消息。从而，根据在发射发源消息中它被移动站使用，那个特定载频已经被证明适合于与该移动站通信。因而，载频的选择方法被变更为首先识别那组满足最小SHO准则的载频。然后，如果该组中存在多于一个的这类载频，则网络确定是否该组中的任何频率都被移动站用于发源消息；倘若如此，则它选择那个载频来授予无线电链路资源。这个选择在此指的是与移动站“保持频率连续性”。如果不可能保持频率连续性，则选择方法尝试最大化SHO并且，必要时使用小区间负载平衡和/或其它的上述准则来缩小选频范围。
[0013]注意，当考虑到软切换准则时，网络考虑可以被用来服务移动站的不同载频中的CDMA信道。然而，当在考虑中跨越那组载频来估算小区间负载时，网络至少最初可以考虑一个或多个那些不会被用来服务移动站的频率中的CDMA信道。即，网络可以估算移动站最初将被服务的一个或多个小区的邻近小区中的CDMA信道上的负载条件，那些邻近小区的邻近小区，等等。
[0014]这种扩展超出立即与服务移动站相关的一个或多个小区的小区间多载波负载估算的能力允许网络考虑许可之后移动站移动的小区移动来平衡跨越载频的小区间负载。与特定详情无关，负载跨越载频的小区间估算允许网络用具有最良好的小区间负载条件的载频来授予资源(如果可用)，并且从而它力图平衡跨越多个已确定小区组(邻域(neighbourhood))的载频的容量利用。这类方法通常在此指的是“小区间多载波负载平衡”。
[0015]更详细地关于小区间多载波负载平衡，每个小区至少提供一个CDMA信道以用于服务多个移动站。当小区使用多个载频的时候，它通常每个载频提供一个CDMA信道。这些CDMA信道中的每一个用有限资源来运行，其限制在任何一个时刻都能够被服务的单独移动站(用户)的数量。例如，网络发射到移动站的正向链路在每个CDMA信道中由分配给那个信道总的正向链路发射功率来限制。因为信道上每个用户的(一个或多个)无线电链路耗费总的可用功率的变化部分，所以被分配功率值或相当于剩余功率值至少部分地指出信道的当前资源负载。
[0016]同样地，每个CDMA信道都用有限数量的扩频码来码复用不同用户的单独信息流到信道的正向链路上。剩余扩频码的可用性，或者相当于被分配代码的当前数至少部分地指出信道的当前资源负载。从而，每个载频的小区间负载条件的估算等于在频率跨越一些被定义小区组的情况下评定每个CDMA信道的功率和/或代码资源负载。为此，网络可以基于功率负荷、编码利用、或其一些例如总量的结合来计算每个CDMA信道的负载量度。注意，这类负载估算考虑至少最初将不会被用来服务移动站的那个CDMA信道。通常，考虑的小区范围除包括资源将被授予的信道以外可以被限制到系统的“移动性”。
[0017]无论如何，用小区间多载波负载平衡，网络通常以倾向于平衡网络中每个可用载频的CDMA信道负载的方式由允许用户进入网络的目的来指引，或至少平衡在特定小区组中跨越可用载频的这类负载。即，网络以在小区“邻域”中以力图跨越载频来平衡CDMA信道负载的方式向用户授予资源。当然，这个总体目标可以被修改、变更、乃至不顾全球性或选择基础，因此小区间多载波负载平衡可以在网络内的不同小区群中被不同地实践，或根本不在一些小区群中实践。
[0018]无论如何，在向特定移动站授予无线电链路资源中，网络可以例如基于存储在关于小区邻接的网络中的信息来选择在小区间多载波负载平衡中考虑的那组小区。更动态地，将被考虑的那组小区可以从来自移动站的导频信号报告来确定，其可以被包括在资源请求自身中。如果需要的资源在每个这类信道上都可用，则这类例如活动组报告、无线电通信环境报告的报告识别可以被用来服务移动站的CDMA信道。从而，网络可以在其负载平衡估算中包括所有这些小区，或其一部分子集。在其它实施例中，它可以使用当前小区近邻列表、近邻群列表等等来扩展小区组。
[0019]因为小区间多载波负载平衡表示受网络中运转情况变化的影响的动态过程，本发明考虑新颖的实体间网络信令来支持负载估算。在一个示范性实施例中，基站控制器中的资源或授予控制器从一个或多个相关联的无线电基站(RBS)接收周期性负载报告，无线电基站指出RBS服务的每个小区的当前发射功率的可用性。作为替换，或除了周期的消息通知之外，BSC还向RBS询问小区负载信息，因此资源控制器能够根据需要请求在特定小区中的特定CDMA信道的负载信息。当然，诸如扩频码资源可用性之类的其它信息也可以被添加到这类负载报告中；然而，BSC通常分配扩频码，并因此在其控制之下具有关于扩频码可用性的本地了解。
[0020]随着具有上述的负载平衡详情，示范性的资源控制器还基于上述相关的与小区间负载平衡结合或作为其替换物的SHO来执行载频选择。在那一点上，资源控制器直接或间接地从移动站接收以一个或另一个形式的资源请求，移动站期望经由一个或多个在BSC控制之下运行的RBS与网络相连接。这类请求可以经由被包括的RBS接口由BSC接收，或者可以在BSC内响应于一些与移动站相关的触发消息或事件而被产生。
[0021]本领域技术人员应当理解本发明包括不同的实施例，尤其是在使用中给出了CDMA网络标准的变化，和在这类网络中所使用的不定的基站系统(BSS)结构。虽然本发明在以下讨论中大量参考基于IS-2000标准的网络来描述，但是这类说明将不会被看作是限制其宽广的适用性。
附图说明
[0022]图1是一个示范性多载波CDMA网络的图。
图2是在多载波CDMA网络中移动站的典型接收情况的图。
图3是在向移动站授予无线电链路资源中所使用的示范性载频选择逻辑的框图。
图4是图3逻辑流程的示范性补充细节的图。
图5是图3逻辑流程的示范性补充细节的图。
图6是示范性BSC和RBS详情的框图。
图7是基于小区间负载平衡的示范性载频选择逻辑的框图。
具体实施方式
[0023]图1说明了诸如IS-2000CDMA网络之类的包括无线电接入网(RAN)12的示范性无线通信网络10，其提供多个CDMA信道14以用于通信地连接多个移动站16与一个或多个外部网络，比如公共交换电话网(PSTN)18，和诸如互联网之类的一个或多个公用数据网(PDN)20。分组交换核心网络(PSCN)22将RAN 12可通信地连接到PDN 20，并且电路交换核心网络(CSCN)24同样地将RAN 12可通信地连接到PSTN 18。用这个示范性的方案，网络10向移动站16提供了电路交换通信(例如音频、传真)和分组交换通信(例如网上浏览、流媒介、电子邮件等等)。
[0024]示范性的RAN 12包括一个或多个基站控制器(BSC)30，每个BSC都控制一个或多个无线电基站(RBS)32。在一个示范性实施例中，每个BSC30及其相关联的RBS 32形成基站系统(BSS)，并且RAN 12可能包括多个这类的BSS。对于每个BSC 30来说，RBS 32全体在不同的CDMA载频上提供多个CDMA信道14。特定载频和特定服务区的“交集”定义了CDMA信道。因此，如果在此称之为“小区”的服务于特定服务区的RBS 32在多个可用的载频上发射和接收，则类似的多个CDMA信道在那个小区中是可用的。在说明中，每个RBS 32用高达三个载频F1、F2和F3来运行。因此作为一个简单的例子，RBS 32的第一个(RBS1)在两个载频F1和F2上服务小区A(没有明确地显示)，因此在小区A中提供了两个CDMA信道。为了便于参考，特定的CDMA信道可以由其载频Fx及其小区标识符的组合来识别。用这个方案，小区A中在载频F1上的CDMA信道被表示为F1A，而相同小区中在载频F2上的CDMA信道被表示为F2A，诸如此类。
[0025]通常，每个RBS 32都能够(并往往的确)支持多个小区，并且可以在那些小区中的每一个中使用多个载频来做到这一点。在简化说明中，RBS1提供CDMA信道F1A和F2A，RBS2提供CDMA信道F1B、F2B和F3B，而RBS3提供CDMA信道F2C和F3C。本领域技术人员将理解RBS/小区/信道关系的宽广可置配性和被说明的关系是示范性的而不是限制讨论基础的。无论如何，每个CDMA信道都包括正反向CDMA信道，每个都包括不同的无线电链路。给定CDMA信道上的典型正向无线电链路包括诸如呼叫、广播之类的开销信道和公共控制信道、以及单独专用于一个或多个移动站16(用户)的无线电链路。典型的反向链路信道包括例如一个或多个反向接入信道，其在发射呼叫发源消息、其它类型的资源请求消息等等中对于移动站使用来说通常是可用的。
[0026]每个CDMA信道都具有支持用户的有限的容量。可用的发射功率和扩频码表示CDMA信道容量的主要限制，至少是正向无线电链路的主要限制。为了在给定CDMA信道上服务特定用户，网络10分配可用发射功率和一个或多个扩频码的一些改变部分以用于码复用一个或多个单独的用户信息流到CDMA信道上。功率或扩频码资源的不可用性通常导致阻挡用户被许可进入信道。在此，“许可”通常暗示用户在CMDA信道上被分配了一个或多个无线电链路，比如用于单独用户业务量的专用正向无线电链路。在任何情况下，每个CDMA信道能够支持的用户最大数随运转情况的改变而变，比如改变单独用户的无线电条件和改变这类用户的服务条件(连接类型、数据速率等等)。
[0027]通常，当为给定移动站16请求无线电链路资源时，网络10根据一个或多个示范性资源授予方法来分配一个或多个CDMA信道上的特定资源。在运行在单个载频上的老式网络中，与网络10的多载波环境中的许可相比较，其许可过程中执行的考虑相对较少。例如，如果希望，网络10可以在软切换(SHO)中授予资源，其中，它在两个或更多的CDMA信道上向特定移动站16授予无线电链路，因此在移动站16的接收受益于网络发射分集。与这个SHO方案结合或作为替换，网络10以倾向于最佳容量利用的方式接纳用户，其中，用户这样被接纳以至于CDMA信道负载跨越小区和载频被平衡，这将迟些在此被更详细地描述。
[0028]图2说明了这个图中表示为16-1的特定移动站的典型接收情形。在此，移动站16-1相对于不同的RBS 32被物理地定位，因此它接收(或能够接收)CDMA信道F1A、F1B、F2B、F3B和F1C。如果移动站16-1是空闲的，则它一般来说监控它以最高导频信号强度接收的CDMA信道内的寻呼信道。在这方面，每个CDMA信道都携带正向链路导频信号，并且移动站16-1提供某种形式的导频信号强度报告，该报告被网络10用来确定将或可能被用来服务该移动站的CDMA信道。
[0029]这类导频信号强度报告是普通的，并且所熟知的是移动站提供例如无线电环境报告或等效物，其识别移动站16-1高于定义信号强度正在接收的一组当前的导频信号。无线电环境报告一般与发源许可关系最大，而类似的信息在经由“活动组”报告的活动呼叫过程中由移动站16提供，例如“导频强度测量消息”等等。
[0030]对于这个所说明的情形，根据用于那些信道的导频信号的被接收信号强度，移动站16-1可能包括所有或一部分的被描述CDMA信道的导频信号强度测量。例如，当移动站16-1被配置来每次只监控一个载频的时候，比如在基于IS-2000的网络中，移动站16-1可以提供用于F1A、F1B和F1C CDMA信道的导频测量。对于资源授予，网络10可以考虑这些特定的CDMA信道，并且还可以考虑在相关联小区内可用的其它频率上的任何信道，即F2B和F3B。
[0031]有了两个或更多的载频的可用性，网络10的示范性实施例选择特定载频以用于基于SHO关系或基于小区间多载频负载关系或其一些结合来向移动站16授予无线电链路资源。用广义的示范性术语，网络10识别一组载频来考虑，并基于迟些在此详细讨论的示范性方法来选择那些载频中的一个。识别载频组来考虑选择的方法会改变，但是在一个示范性方法中，网络10(1)识别与资源请求相关的(一个或多个)CDMA信道；(2)识别对应于所请求的(一个或多个)CDMA信道的小区组；和(3)识别在那些对应小区中使用的所有频率。
[0032]因此，在一个示范性实施例中，网络10识别载频组以便基于确定载频可以被用来服务移动站来考虑。例如，移动站可以请求在三个CDMA信道(频率相同)上授予无线电链路。作为响应，网络10可以考虑在对应于所请求的信道的载频上授予资源，或在一个或多个与所请求的信道相关的小区中可用的任何其它载频上授予资源。
[0033]用以上所述，通过基于满足SHO性能关系来授予无线电链路资源，或基于满足小区间多载频负载关系，或其结合，网络10的示范性实施例执行多载波许可(用于发源或HHO)。因而，图3说明了响应于与呼叫发源和/或HHO相关的资源请求来授予无线电链路资源的示范性方法。
[0034]迟些将被更详细地解释的是，这类资源授予逻辑可以在BSC 30中实现，例如用硬件、软件、或其结合来实现。所属领域技术人员将理解BSC 30和RBS 32一般来说处理专用和通用处理的集合或“池”并控制资源，并且因此能够被配置来实质上执行任何所期望的一个或多个呼叫处理功能，包括了在此描述的许可控制载频选择方法。
[0035]图3的逻辑说明了网络10凭借来以通过软切换增强连接可靠性的方式向移动站16授予被请求的无线电链路资源的操作。用广义的术语即为，BSC 30处理一组载频来选择将被用于无线电链路分配的特定载频，从而使得至少满足最小软切换准则。附加的选择约束可以被用来进一步改进载频选择方法。
[0036]处理从BSC 30接收来自特定移动站16的资源请求开始(步骤100)。相等地，BSC 30可以响应于一些触发事件产生请求。在这类请求悬而未决以前，BSC 30按照需要或期望执行其它处理。一旦接收到资源请求(或者说被触发)，网络10就从一组被识别的载频中选择将被用于向移动站16授予无线电链路资源的载频。
[0037]通常，资源请求与一个或多个CDMA信道相关(因此用来识别一个或多个小区)。例如，资源请求可以具体地识别一个或多个期望无线电链路资源的CDMA信道。倘若如此，则BSC 30可以基于对应于所请求CDMA信道的小区组中使用的一些或全部载频来识别将被考虑的那组载频。
[0038]更一般地说，网络10识别那组将被考虑的载频以用于在基于与移动站16相关或从移动站16接收的CDMA信道信息来进行的资源授予中的选择。例如，网络10可以考虑对应于从移动站报告的导频信号信息的小区中的一些或全部载频。在这里，网络10从移动站16接收无线电环境报告等等，其识别一个或多个正向链路导频信号，并且优选地提供被报告导频的接收信号强度信息。每个这类导频信号都对应于特定的CDMA信道，并因此对应于特定的小区。从而，网络10可以考虑在对应于被报告导频信号的一些或全部那些小区中使用的所有载频。
[0039]在其它的示范性实施例中，它可以考虑只对应于这类小区子集的载频。例如，网络10可以认为一个或多个对应于被报告导频的CDMA信道对于资源授予是不能接受或非优选的，这是因为其相对于其它被报告导频来说导频信号强度较低。
[0040]在任何情况下，如果资源请求与呼叫发源相关，则BSC 30运行于第一“模式”(模式1)，而如果资源请求与HHO相关，则它运行于第二模式(模式2)。当然，在BSC 30充分认识到载频选择中使用的一些软切换考虑适合于呼叫发源而不是HHO的意义上，这类模式的操作可能是更叙述性的而不是字面上的。从而，如果资源请求与呼叫发源相关(步骤104)，则模式1是“活动的”并且BSC 30基于以下载频选择步骤来选择将被用于向移动站16授予无线电链路资源的载频(步骤106)：
-如有可能，并如果它满足最小SHO准则，则选择移动站用来发射发源消息的载频；
否则
-选择最大化移动站16的SHO的载频(即产生最大数量的正向无线电链路)。
[0041]从而，上述逻辑实现了选择优先级，其实质上保持(1)BSC 30应该首先确保它选择提供至少最小SHO(例如在至少两个CDMA信道上的可用无线电链路)的载频；(2)如果这类载频匹配移动站用来发送其发源请求的载频，则因为那个频率中的无线电条件已经被证明将适合于与移动站16通信，所以那个频率应该被选择(用这个方法来匹配频率被称为与移动站16“保持频率连续性”)；和(3)如果(2)是不可能的，则简单地挑选提供最多可用于分配给移动站的无线电链路的载频，例如最大数量的具有可用于服务移动站的资源的CDMA信道。
[0042]如果资源请求与HHO相关，则BSC 30选择与模式2相关的操作(步骤104)。不同于呼叫发源的一个区别是BSC 30明确地没有与请求与HHO事件相联系的服务的移动站16保持载频连续性。从而，BSC 30选择最大化移动站16的SHO的载频(步骤110)。选择了特定的载频，选择处理结束然后BSC 30在被选择的载频中向移动站16授予无线电链路资源。
[0043]图4说明了模式1载波选择处理的示范性细节(图3的步骤106)。选择方法从将被考虑用于把无线电链路分配到移动站16的载频组S的识别开始。首先，BSC 30从S中除去不满足最小SHO准则的所有频率(步骤120)。这个除去产生被减小的组S1。如果S1是空集，则没有频率满足最小SHO准则，然后载频选择基于其它准则从原始组S进行，比如单个CDMA信道资源可用性或单独信道和/或频率之间的相对资源负载(步骤124)。
[0044]如果S1不是空集，并且如果移动站的当前频率fx在S1中，即它用来发送发源请求消息的那个频率，则那个载频被选择用于向移动站16授予无线电链路(来自步骤126的“是”)。注意，保持频率连续性，即使用与资源请求相联系的移动站16所使用频率相同的频率，这样具有价值，因为那个频率已经被证明适合于与移动站16通信。如果这类频率不在S1中，则BSC 30从S1中去除没有最大化移动站16的SHO的所有频率(即，它除去比S1中任何其它载频提供更少可用CDMA信道的任何载频)(步骤128)。这个组缩小操作得到组S2。
[0045]如果S2只包括一个载频，则那个频率被选择并且选择处理被完成(步骤130)。然而，如果S2包括多于一个的载频，即提供相同数目的用于分配的无线电链路的载频，则BSC 30估算对于小区邻域S2中每个载频的小区间多载波负载，邻域可能被扩展超出最初被用来服务移动站16的特定的一个或多个小区。通过这样做，BSC 30潜在地识别哪个载频跨越在选择过程中被考虑的小区组具有最良好的负载条件。
[0046]在一个示范性实施例中，对于S2中的每个载频，BSC 30估算小区邻域中那个载频的每个CDMA信道的资源负载(例如，发射功率可用性和/或扩频码可用性)。然后，BSC 30比较该组每个载频中最大负载的CDMA信道和该组其它每个载频中最大负载的CDMA信道，并从S2移除任何CDMA负载情况比S2中任何其它载频更差的频率(步骤132)
[0047]从而，被考虑小区组的具有最小负载的CDMA信道的载频表示S2中具有“最佳”小区间负载的载频。注意，小区组可能扩展超出那些具有将(或能够)最初被用来服务移动站16的CDMA信道的小区。即，如果那个信道在一个或多个邻近小区中是在具有相对大“负载”的CDMA信道的载频中，则BSC 30可以避免选择最初服务移动站16的CDMA信道。
[0048]当然，本发明还考虑“最佳”小区间负载评定的其它公式。例如，对于每个载频，跨越所有考虑的CDMA信道的平均负载可以被确定然后被比较。用这个方法，“最佳”小区间负载条件可以被识别为跨越全部考虑中的CDMA信道具有最低平均资源负载的载频。当然，这种选择能够通过确定任何那些CDMA信道是否位于或接近一些临界资源负载阈值而进行。通过那种方式，资源授予方法选择在考虑的所有CDMA信道上具有低平均资源负载和可接受的最坏情况负载的载频。
[0049]与小区间负载估算的特定实施例无关，只要一个频率在小区间负载比较之后保持在S3中，选择处理就被完成而且唯一剩余的载频被用于授予无线电链路资源(步骤134)。否则，BSC 30采用附加的选择准则，比如使用默认选择偏好，来缩小选择以得出最后选择的载频(步骤136)。
[0050]上述逻辑可以按照需要或期望与其它选择方法结合。在所有的情况下，载频选择方法应该产生至少一个载频的选择，而这个载频对应于至少一个具有可用于授予移动站16的资源请求的资源的CDMA信道。
[0051]图5说明了模式2载频选择操作的示范性选择过程步骤。这类步骤由于保持载频连续性步骤的省略而不同于图4中的操作(图4、步骤126)，因为在HHO中并不希望该步骤用于授予资源。在其他方面，当BSC 30选择至少满足最小SHO准则的载频时，图5的逻辑类似于图4的逻辑，如果至少存在一个这种载频，并且这个载频优选地最大化移动站的SHO。在此，最大化软切换的载频是提供用于分配给移动站16的最大数量无线电链路的那个载频，例如，最大数量的可以被用来服务移动站16的CDMA信道。如果多于一个的载频将这样最大化SHO，则通过确定所考虑的剩余频率的小区间多载波负载平衡，BSC 30选择这类载频中的一个特定载频，例如，选择如上所述具有最良好的负载条件的载频。
[0052]图6说明了一个示范性的BSC和RBS方案，用于支持这类负载平衡许可控制，并更广泛地用于在其不同的实施例中支持本发明。示范性的BSC 30包括接口和呼叫处理资源40和(或与之结合)资源控制器42。在这里，资源控制器42作为一个许可/授予控制器运行以用于根据本发明的载频选择和无线电链路资源授予。所属领域技术人员将理解图6可以表示专用和通用处理资源的功能图，例如，如下方案：执行被定义的计算机指令的微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、或其的它可编程电路、结合呼叫路由资源，比如ATM交换资源，和实体间接口，比如用于在BSC 30控制之下与RBS通信的RBS接口。
[0053]同样地，示范性的RBS 32包括接口和控制处理资源50、射频收发信机资源52、和资源监控器54。RBS 32提供一个或多个CDMA信道，在此说明为F1B、F2B和F3B，支持在被定义的载频中与多个移动站16的正反向链路通信。在此如前所述，RBS 32中的收发信机资源52支持的每个CDMA信道在正向链路上用有限的发射功率和扩频码资源来运行。
[0054]因为这类资源的利用动态地随着操作条件的改变而改变，所以RBS 32向BSC 30提供资源负载信息。特别地，资源监控器54可以被配置来在CDMA信道基础上，或按照需要或期望在其它的基础上跟踪当前的功率分配(或保持功率可用性)。资源监控器54还可以跟踪其它在RBS 32的一个或多个CDMA信道内与无线电链路可用性有关的有限资源。另外，如果扩频码资源可用性信息不是已经在BSC 30可用，则资源监控器54也可以被配置来提供那个信息。
[0055]在任何情况下，BSC 30和RBS 32可以被配置来提供新颖的实体间信令以支持本发明。在一个示范性方案中，BSC 30产生资源可用性询问消息，其提示RBS 32报告在RBS 32提供的一个或多个CDMA信道的当前资源负载条件。除了这个基于询问的信令之外，或作为替换，RBS 32可以向BSC 30提供周期的资源负载报告。特定的报表周期可以是系统相关的，或可以按照需要或期望来配置。当然，具有频繁的负载报告的希望优选与避免过多网络信令的兴趣相平衡。
[0056]不管网络10中实现的特定报告和/或询问方法，这类报告用或不用上述的SHO载波选择操作而实现了动态的小区间多载波负载平衡。实际上，根据考虑跨越小区组的相对载频负载向用户授予无线电链路资源的好处是如此以至网络10可以单独在那个基础上执行载频选择。例如，用HHO或呼叫发源，如果许可操作力图保持跨越可用载频的被平衡资源负载，则网络充分使用CDMA信道容量的能力被增强。
[0057]如同在这里先前所提到的，在一个示范性实施例中，资源请求识别至少一个CDMA信道，或换句话说与至少一个CDMA信道相关。这样，网络具有对对应于那个信道(或多个信道)的载频的认识，并进一步具有对对应于所请求(多个)CDMA信道的一个或多个小区中可用的其它载频的认识。在这个基础上，网络10识别那组载频，其中任何一个可以被用来服务移动站16。那个载频这样被识别，网络10只需要确定要跨越其考虑载频负载的那组小区。频率组和小区组(邻域)的联合识别信道负载将被估算的CDMA信道。
[0058]这样，那组小区可能是对应于所请求信道的小区组、那些小区的子集、或基于立即邻近小区的一些扩展组、那些立即邻近小区的邻近小区、等等。这类小区组的扩展可以基于存储在网络10中用于每个小区或小区群的预配置信息，比如小区间邻近信息，和/或预期的用户移动性，等等。
[0059]在任何情况下，在负载平衡中考虑的小区组定义将对于每个被考虑用于选择的载频被估算的CDMA信道。在确定每个小区中用于每个载频的CMDA信道资源负载之后，BSC 30可以如上所述来比较每个频率中的相对信道负载以确定哪个载频具有跨越小区组的最佳负载条件。
[0060]例如，负载条件可以是对所有的CDMA信道和所有频率估算的最坏情况负载。此类估算可以表示为，arg(min(max(信道负载)))，并基于识别每个用于被考虑小区组的频率中最大负载的CDMA信道的资源控制器42，然后确定这些最大负载信道中的哪一个是它们当中的最小负载信道。具有那个信道的载频被认为具有最佳的最坏情况负载条件并因此被选择。
[0061]当然，其它负载量度也可以由资源控制器42来计算和比较，比如平均CDMA信道负载，或与小区组中其它小区有关或无关的小区组中的特定小区的负载。注意，最坏情况和平均负载可以相互结合来考虑。所有这类小区间负载估算可以被加权来支持在其它载频上选择一个载频，例如，根据移动站16报告的导频信号强度、移动站16的预期移动性、移动站的当前小区特征、例如大、小、都市的、乡村的、等等。
[0062]在一个尤其适合于网络10基于IS-2000的实现的实施例中，呼叫许可负载平衡可以采用由移动站16提供的信息作为呼叫许可进入软切换(CASH)的一部分。有了CASH，移动站16请求无线电链路资源，因此其呼叫业务在正向链路上开始软切换。支持CASH处理，移动站16发射识别可以被用来服务移动站16的CDMA信道的无线电环境报告。在小区间多载波负载平衡中考虑的小区可以基于对应于被识别CDMA信道的小区。此外，被考虑小区组可以按照需要或期望来扩展。在一个或多个示范性实施例中，被估算用于多载波负载平衡的CDMA信道组可以基于CDMA信道组中的任何一个：
(a)无线电环境报告中的CDMA信道的子集；
(b)无线电环境报告中的全组CDMA信道；
(c)属于移动站的当前小区的那组CDMA信道加上当前小区的所有邻近小区；
(d)属于为了移动站活动组(或被报告的导频组，例如无线电环境报告)而产生的已定义“邻居列表”的那组CDMA信道；
(e)邻近所有与活动组(或被报告的导频组，例如，无线电环境报告)相关的小区的那组CDMA信道；或
(f)整个BSS、整个RAN 12或整个网络10中所有可用的CDMA信道。
[0063]谈到上述列表，可能的小区组模式用增加偏好的次序被列表，或至少用关于增加的“系统移动性”的增值的次序被列表。即，随着用户移动性的增加，在其上执行小区间多载波负载平衡有价值的小区数量也增加了。尽管这个增加值，还是可以希望把被考虑小区组拘束到比选择(f)更少一些，乃至小于上述列表中的选择(d)、(e)和(f)，从涉及到的RBS 32收集资源负载信息所需的实体间信令量被给出。
[0064]有关基于从上述讨论而变得明显的小区间负载平衡的载频选择的一点是，根据载频选择的资源负载被估算的CDMA信道可以延伸超出(一个或多个)资源将乃至可以最初被授予移动站的信道。例如，当为资源授予而估算所考虑的给定载频的负载条件时，网络10可以估算一个或多个至少最初没有被用来服务移动站16的CDMA信道的资源负载。
[0065例如，假设移动站16可能最初在F1A和F1B或F2A上被服务。如果F1A和F1B之一或两者与F2A相比都被负载沉重，则在载频F2中授予资源由于其更良好的负载条件而看起来是最佳选择。然而，给定在被许可之后移动站16可能的小区间移动，如果F2中的CDMA信道在一个或多个邻近小区A和B的小区中负载很重，则F2可能实际上是较差的选择。因此，网络10可以有利地在其载频选择方法中考虑这些其它的CDMA信道，即使它们没有被用于初始的资源分配。
[0066]不管小区组怎样被定义，每个涉及到的CDMA信道的资源负载可以被确定或者说可以基于一个或多个负载量度来表示。剩余信道功率表示在一个或多个示范性实施例中使用的直接量度。当然，当前被分配的功率的反值可以被用来表示负载。在两种情况中，每个信道的负载量度描述了用于服务在信道上授予的任何无线电链路的当前可用的正向链路发射功率的剩余可用性。
[0067]在其它实施例中，负载量度可以表示剩余可用于CDMA信道的扩频码的数量(当前使用的扩频码的数量)。这个扩频码信息还可以进一步包括是否“被扩展”扩频码组正在被使用的指示，比如当“准”正交码被用来补充正交扩频码的基本组的时候，或当长扩频码和短扩频码的较小集合一起或替代它使用的时候，例如，长度128的沃尔什代码组对比长度64的沃尔什代码组。
[0068]在一个示范性实施例中，负载量度适合于最“宝贵的”CDMA信道资源。因此，如果发射功率表示最经常耗尽的资源，则负载量度对功率可用性比对扩频码可用性更加敏感，或如果扩频码资源比功率资源耗尽得更频繁则可以得出相反的结论。在其它实施例中，每个信道的负载量度可以表示结合的功率/代码可用性测量，对功率资源和代码资源有相等或不同的加权。
[0069]无论如何，小区间多载波负载平衡允许网络10选择特定载频，该特定载频以试图跨越小区邻域内可用载频平衡资源负载的方式被用于向移动站16授予无线电链路资源。因此，通过跨越多个网络小区中多个载频平衡资源负载，对当前具有最佳小区间负载条件的载频的选择试图增加网络10的容量利用。
[0070]图7说明了用于基于小区间多载波负载平衡的独立估算的载频选择的示范性流逻辑。如同上述的其它逻辑操作一样，在一个示范性实施例中，被说明的逻辑可以在BSC 30用硬件、或软件、或其结合来实现。处理从BSC 30等候资源请求开始(步骤160)。应当理解，BSC 30在等候的同时按照需要或期望执行其它处理任务。响应于接收资源请求，BSC 30识别载频组S以便在确定的小区组中加以考虑(步骤162)。
[0071]基于跨越其估算载频负载的小区组中所有CDMA信道的CDMA信道负载，BSC 30然后确定载频组S中每个载频的负载条件。通过比较相对的载频负载条件，BSC 30除去S中所有负载小于最佳小区间负载条件的载频(如上所述)(步骤164)。上面提到，对于每个考虑的CDMA信道，BSC 30可以确定一个负载量度，然后跨越那组载频来比较这种负载量度从而识别具有最良好的小区间负载条件的载频。
[0072]如果只剩余了一个载频，则载频选择过程完成(步骤166)。然而，如果两个或更多的载频具有同样最佳的小区间负载，则最终的载频选择可以基于附加/缺省的准则(步骤168)。通常，在小区间多载波负载平衡中使用的负载量度可以按照需要或期望来调整。
[0073]实际上，本发明广泛地提供了重要的变化机会。在一个或多个示范性的实施例中，本发明的选择方法和设备执行载频选择来在正向链路上最大化移动站的软切换条件，或至少满足正向链路的最小软切换准则而同时保持与移动站的频率连续性，或基于平衡小区间多载频资源负载，可能地与基于SHO的选择结合。因而，上述细节是示范性而非限制性的。实际上，本发明仅仅由以下权利要求及其合理的等效物的范围来限制。

Claims (57)

1.一种在多载波CDMA网络中向移动站授予无线电链路资源的方法：
接收将被该网络服务的移动站的一个资源请求；
识别将被考虑用于服务该移动站的一组载频；
根据第一或者第二模式中的选择性操作从该载频组中选择用于授予无线电链路资源的一个载频；
其中，在第一模式中，如有可能，选择满足最小软切换条件并且保持与移动站的频率连续性的一个载频，否则选择将移动站的软切换最大化的一个载频；并且
其中，在第二模式中，选择将移动站的软切换最大化的一个载频。
2.权利要求1的方法，还包括：在选定载频中的一个或多个CDMA信道上授予无线电链路资源。
3.权利要求1的方法，其中：识别将被考虑用于服务该移动站的一组载频包括：识别在与资源请求中识别的CDMA信道的至少一个子集相关的小区中使用的载频。
4.权利要求1的方法，其中：识别将被考虑用于服务该移动站的一组载频包括：识别在与从移动站中报告的导频信号信息对应的小区中使用的载频。
5.权利要求1的方法，其中：识别将被考虑用于服务该移动站而的一组载频包括：识别在网络的一组小区中使用的载频，所述一组小区至少包括移动站的当前小区。
6.权利要求1的方法，其中：识别将基于该资源请求而被考虑的一组载频包括：识别潜在可用于服务所述移动站的所有CDMA信道的载频。
7.权利要求1的方法，其中：在第一和第二模式中，如果一个以上载频将移动站的软切换最大化，则选择具有最佳小区间负载条件的载频。
8.权利要求7的方法，其中：如果两个或更多载频具有同样最佳的小区间负载条件，则基于缺省选择准则来选择此类载频中的一个。
9.权利要求7的方法，其中：
选择具有最佳小区间负载条件的载频包括：
估计一组小区内的每个载频中的每个CDMA信道的资源负载；和
选择跨越该小区组具有最良好负载条件的载频。
10.权利要求9的方法，还包括：基于资源请求确定该小区组。
11.权利要求10的方法，其中：基于资源请求确定该小区组包括：选择与在其上请求资源的CDMA信道对应的小区的至少一个子集。
12.权利要求9的方法，还包括：基于移动站的当前蜂窝位置来确定小区组。
13.权利要求12的方法，其中：基于移动站的当前蜂窝位置来确定小区组包括：识别移动站的当前小区和一个或多个邻近小区。
14.权利要求9的方法，其中：估计一组小区内的每个载频中的每个CDMA信道的资源负载包括：
为每个载频确定最坏情况的CDMA信道资源负载；和
把具有最小的最坏情况CDMA信道资源负载的载频识别为跨越该小区组具有最良好负载条件的载频。
15.权利要求9的方法，其中：估计一组小区内的每个载频中的每个CDMA信道的资源负载包括：
为每个载频确定平均CDMA信道资源负载；和
把具有最低的平均CDMA信道资源负载的载频识别为跨越该小区组具有最良好负载条件的载频。
16.权利要求1的方法，还包括：从与CDMA信道相关的一个或多个无线电基站(RBS)中接收一组小区内的每个载频中的CDMA信道的资源负载信息。
17.权利要求1的方法，还包括：基于资源请求是与一个呼叫发源相关还是与一个硬切换相关来选择性地操作在第一模式中或者第二模式中。
18.一种用于在多载波CDMA网络中向移动站分配无线电链路资源的方法：
接收要被该网络服务的移动站的一个资源请求；和
基于估计跨越一组小区的每个载频的CDMA信道负载，从一组载频中选择用于向移动站授予无线电链路资源的一个载频。
19.权利要求18的方法，还包括：基于移动站的当前蜂窝位置来识别小区组。
20.权利要求19的方法，还包括：基于系统移动性设置要被包括在小区组中的邻近小区的范围。
21.权利要求18的方法，还包括：基于来自移动站的导频信号信息来识别小区组。
22.权利要求18的方法，还包括：把载频组识别为最初潜在可被使用来服务所述移动站的那些载频。
23.权利要求22的方法，其中：把载频组识别为最初潜在可被使用来服务所述移动站的那些载频包括：识别在与从移动站中报告的导频信号信息对应的小区中使用的所有载频。
24.权利要求18的方法，其中：估计跨越一组小区的每个载频的CDMA信道负载包括：
为每个载频确定最坏情况的CDMA信道资源负载；和
选择具有最佳的最坏情况CDMA信道资源的载频。
25.权利要求18的方法，其中：估计跨越一组小区的每个载频的CDMA信道负载包括：
为每个载频确定平均CDMA信道资源负载；和
选择具有最低的平均CDMA信道资源负载的载频。
26.一种用在多载波CDMA网络中的基站控制器(BSC)，包括：
一个无线电基站(RBS)接口，它把BSC可通信地耦合到用于在多个CDMA信道上服务移动站的一个或多个RBS；和
一个资源控制器，它基于如下操作来选择用于在多载波CDMA网络中向移动站授予无线电链路资源的一个载频：
接收要被该网络服务的移动站的一个资源请求；
识别将被考虑用于服务该移动站的一组载频；
根据处于第一或者第二模式中的选择性操作从载频组中选择用于授予无线电链路资源的一个载频；
其中，在第一模式中，如有可能，选择满足最小软切换条件并且保持与移动站的频率连续性的一个载频，否则选择将移动站的软切换最大化的一个载频；并且
其中，在第二模式中，选择将移动站的软切换最大化的一个载频。
27.权利要求26的BSC，其中：BSC授予在选定载频中的一个或多个CDMA信道上的无线电链路资源。
28.权利要求26的BSC，其中：BSC通过识别在与资源请求中请求的CDMA信道的至少一个子集相关的小区中使用的载频来识别将被考虑用于服务该移动站的一组载频。
29.权利要求26的BSC，其中：BSC通过识别在与从移动站中报告的导频信号信息对应的小区中使用的载频来识别将被考虑用于服务该移动站的一组载频。
30.权利要求26的BSC，其中：BSC通过识别在网络的一个或多个小区中使用的载频来识别将被考虑用于服务该移动站的一组载频，其中所述一个或多个小区至少包括移动站的当前小区。
31.权利要求26的BSC，其中：BSC通过识别潜在可用于服务所述移动站的所有CDMA信道的载频来识别将基于资源请求而被考虑的一组载频。
32.权利要求26的BSC，其中：在第一和第二模式中，如果一个以上载频将移动站的软切换最大化，则BSC选择具有最佳小区间负载条件的载频。
33.权利要求32的BSC，其中：如果两个或更多载频具有同样最佳的小区间负载条件，则BSC基于缺省选择准则来选择此类载频中的一个。
34.权利要求32的BSC，其中：BSC通过如下操作来选择具有最佳小区间负载条件的载频：
估计一组小区内的每个载频中的每个CDMA信道的资源负载；和
选择跨越该小区组具有最良好负载条件的载频。
35.权利要求34的BSC，其中：BSC基于资源请求来确定小区组。
36.权利要求35的BSC，其中：通过选择与在其上请求资源的CDMA信道对应的小区的至少一个子集，BSC基于资源请求确定小区组。
37.权利要求34的BSC，其中：BSC基于移动站的当前蜂窝位置来确定小区组。
38.权利要求37的BSC，其中：通过识别移动站的当前小区和一个或多个邻近小区，BSC基于移动站的当前蜂窝位置来确定小区组。
39.权利要求34的BSC，其中：BSC通过如下操作来估计一组小区内的每个载频中的每个CDMA信道的资源负载：
为每个载频确定最坏情况的CDMA信道资源负载；和
把具有最小的最坏情况CDMA信道资源负载的载频识别为跨越小区组具有最良好负载条件的载频。
40.权利要求34的BSC，其中：BSC通过如下操作来估计一组小区内的每个载频中的每个CDMA信道的资源负载：
为每个载频确定平均CDMA信道资源负载；和
把具有最低的平均CDMA信道资源负载的载频识别为跨越小区组具有最良好负载条件的载频。
41.权利要求34的BSC，其中：BSC经由RBS接口从与在资源负载估计中考虑的CDMA信道相关的一个或多个RBS中接收资源负载信息。
42.权利要求41的BSC，其中：响应于向一个或多个RBS发送资源查询消息，BSC经由RBS接口接收资源负载信息。
43.权利要求41的BSC，其中：BSC基于从一个或多个RBS中接收周期性的资源负载消息经由RBS接口接收资源负载信息。
44.权利要求41的BSC，其中：资源负载信息包括资源负载估计中被考虑的CDMA信道的发射功率可用性和扩展码可用性中的至少一个。
45.权利要求26的BSC，其中：基于资源请求与一个呼叫发源相关还是与一个硬切换相关，BSC选择性地操作在第一模式中或者第二模式中。
46.一种用在多载波CDMA网络中的基站控制器(BSC)，包括：
一个无线电基站(RBS)接口，它把BSC可通信地耦合到用于在多个CDMA信道上服务移动站的一个或多个RBS；和
一个资源控制器，它基于如下操作来选择用于在多载波CDMA网络中向移动站授予无线电链路资源的一个载频：
接收要被该网络服务的移动站的一个资源请求；
识别将被考虑用于服务该移动站的一组载频；并且
基于估计跨越一组小区的每个载频的CDMA信道资源负载，从载频组中选择用于向移动站授予无线电链路资源的一个载频。
47.权利要求46的BSC，其中：BSC基于移动站的当前蜂窝位置来确定小区组。
48.权利要求47的BSC，其中：BSC基于系统移动性来设置要被包括在小区组中的邻近小区范围。
49.权利要求46的BSC，其中：BSC基于来自移动站中的导频信号信息来识别小区组。
50.权利要求46的BSC，其中：BSC把载频组识别为最初潜在可被使用来服务所述移动站的那些载频。
51.权利要求50的BSC，其中：通过识别在与从移动站中报告的导频信号信息对应的小区中使用的所有载频，BSC识别最初潜在可被使用来服务所述移动站的那些载频。
52.权利要求46的BSC，其中：BSC通过如下操作来估计跨越小区组的每一载频的CDMA信道资源负载：
为每个载频确定最坏情况的CDMA信道资源负载；和
选择具有最佳的最坏情况CDMA信道资源的载频。
53.权利要求46的BSC，其中：BSC通过如下操作来估计跨越小区组的每一载频的CDMA信道资源负载：
为每个载频确定平均CDMA信道资源负载；和
选择具有最低平均CDMA信道资源负载的载频。
54.权利要求46的BSC，其中：BSC经由RBS接口从一个或多个RBS中接收CDMA信道资源负载信息。
55.权利要求54的BSC，其中：BSC按需要向一个或多个RBS中特定的一些查询CDMA信道资源负载信息。
56.权利要求54的BSC，其中：BSC从一个或多个RBS中接收周期性的CDMA信道资源负载信息。
57.权利要求54的BSC，其中：对于一个特定的CDMA信道，CDMA信道资源负载信息包括那个CDMA信道的发射功率可用性和扩展码可用性中的至少一个。
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