CN1726735A - 用于确定何时退出当前的无线通信覆盖网络的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于确定何时退出当前的无线通信覆盖网络的系统和方法。所述系统包括计算电路(300)，用于采样接收的输入功率电平(702)；将所述接收的输入功率电平采样与预定的基线门限值进行比较(704)；响应所述接收的输入功率电平与预定的基线门限值的比较结果而调节指标(707)；设置用于指示该无线通信装置何时应该退出当前的覆盖网络的终止条件(709)；以及根据所述指标与终止条件的比较结果退出当前的覆盖网络(711，714)。

Description

用于确定何时退出当前的无线通信覆盖网络的系统和方法
                       发明背景
1.发明领域
本发明通常涉及无线通信装置，尤其涉及一种用于确定是否与当前的无线通信覆盖网络保留在一起的系统和方法。
2.背景
对于无线通信装置(本文中也被可互换地称为移动手持装置)而言，关键问题是获取具有最有可能提供良好服务等级的覆盖区域。在蜂窝网络内，手持装置经常发现其自身位于单元站点(cell site)的边缘的覆盖区域中，该区域通常具有的特征是在前向链路(也就是来自发射站或基站的发射)中具有低功率限制，并且有时候在非检测的反向链路(也就是来自移动手持装置的发射)中具有低功率限制。上述覆盖区域有时被称为灰色区域(Grey Zone)。
为了更好地理解与灰色区域相关联的问题，图1A描述了在具有至少一个基站105的蜂窝网络中操作的移动手持装置100。基站105发射由信号强度110表示的信号，该信号强度110作为距离的函数而以标准对数(log-normally)的形式减少。图1A显示了沿横轴标绘的“距基站的距离”。然而，本领域的普通技术人员应该理解，除了到基站105的距离以外，其它因素也可影响手持装置接收的信号强度。例如，诸如小山或汽车的物体就可影响信号强度。作为另一个实例，空气密度的变化也能影响信号强度。距基站105的距离在这里被用作能够影响信号强度的所有情况的简称(shorthand)。
在某个位置115，移动手持装置100可能会距离基站105太远，因此基站105不能够检测到移动手持装置100的发射。基站105在其可发射功率方面的限制小于移动手持装置100，因此基站能够发送手持装置100所能够检测到的足够强的信号，但是在同时，基站105有可能检测不到来自移动手持装置100的信号。在只有基站105正在发射可检测到的信号的这种情况下，移动手持装置100不能够实现呼叫。这种区域被称为灰色区域。
为了克服上述问题，当前的无线标准采用了一个严格的门限，如果满足这个门限，则从当前网络(也就是，基站105)切换移动手持装置100以搜索其它网络。例如，用于双模式扩频系统的移动台-基站兼容性标准(通常称为TIA/EIA-95-B)使用两个门限：Ec门限和Ec/Io门限，以用来确定何时寻找替代网络。Ec门限和Ec/Io门限分别代表导频功率门限和导频Ec/Io门限。参见TIA/EIA-95-B的章节6.6.2.2.5。在实践中，移动手持装置100根据由基站105发射的信号电平来确定导频信号强度和导频信号的信噪比(SNR)。移动手持装置100还从基站105接收数据消息，该数据消息包括由网络设置的Ec门限和Ec/Io门限。
移动手持装置100对导频信号强度与Ec门限进行比较，对SNR与Ec/Io门限进行比较。在一个实施方案中，如果上述任意一个超出了门限，则移动手持装置100将寻找替代网络。在另一个实施方案中，如果两个门限都被超出，则移动手持装置100将寻找替代网络。上述严格的门限比较有效地建立了一个门限120，从而当移动手持装置100穿越到门限120的右边时，移动手持装置100从当前的网络进行切换并寻找替代覆盖。
这种严格的门限比较方法的问题在于，它有可能导致从基站105过早地切换出来。由于导频信号和SNR连同其它因素都是位置的函数并且移动手持装置100能够迅速地改变位置，所以利用严格的门限比较可能导致基站的改变过于迅速，并且会潜在地降低服务质量。为了描述的目的，设想一个在有风的路径上行进的移动手持装置100在时刻一位于距离125处。短时之后，移动手持装置100处于距离130处。随着它的继续行进，移动手持装置100在距离125和距离130之间波动(vacillate)。虽然用于距离130的导频信号和SNR超过相关门限(也就是，门限120)时，但是用于距离125的导频信号和SNR仍会偏向于(favor)基站105。使用严格门限比较的移动手持装置100将在确定出该门限被超出后从基站105进行切换，并且移动手持装置100将搜寻替代服务。因此，例如若移动手持装置100的替代服务不可用时，这种切换可导致减少的服务。
另外，如上所述，RF电平是动态的并且会经常在即便是在移动手持装置100处于静态的位置时也振荡几个dB(分贝)。RF电平中的振荡是由该区域中的环境作用引起的。因此，即便是在移动手持装置100位于图1A中的点120的左侧位置时，接收的信号强度也可在距离图1A中的点120的短距离处穿越到Ec门限或Ec/Io门限之下。这种生硬的决策门限将使得移动手持装置100过早地从当前网络切换，并导致减少的服务。
在移动手持装置100陷于两个竞争的基站之间时，存在同样的问题。图1B描述了处于包括至少两个基站105和135的网络之中的移动手持装置100。如上所述，基站105发射由信号强度110表示的信号，类似地，基站135发射由信号强度140表示的信号。信号强度110和140都作为距离的函数而以标准对数(log-normally)的形式减少。
当前大部分的方法使用SNR来在基站105和基站135之间选择。例如，如果移动手持装置100位于距离145处(也就是，与基站135相比明显接近更于基站105)，则SNR明显偏向于基站105并且移动手持装置100将选择基站105。相似地，在距离150处，移动手持装置100将选择基站135。
如同参照图1A所描述的情形一样，由于SNR和其它因素一样都是位置的函数并且移动手持装置100能够迅速地改变位置，因此严格地使用竞争基站105和135的SNR比较会导致基站过快地改变，并会潜在地降低服务质量。为了描述的目的，设想一个在有风的路径上行进的移动手持装置100在时刻一位于距离155处。短时之后，移动手持装置100处于距离160处。随着移动手持装置100继续行进，它在距离155和距离160之间波动。用于距离155的SNR会偏向于基站105，而用于距离160的SNR则偏向于基站135。这样，移动手持装置100将在两个基站之间不断地切换。这种不断的切换可导致额外资源的占用、增长的待机时间以及其它问题，并最终会降低服务质量。必须对这种可能性与稍微更加有利的SNR的有益效果进行权衡(weighed)。当处于距离155和距离160处时，在SNR的差异会非常小，切换的可能代价会超过所得到的益处。
为了克服这种潜在的过切换问题，在本领域中公知的是，不是简单地比较SNR，而是比较加上某个变化量(Delta)的SNR。例如，如果移动手持装置100处于距离160处并且当前正在使用基站105，则移动手持装置100将在当且仅当满足下面关系时改变到基站135：
SNR(处于基站105)+变化量＜SNR(处于基站135)
因此，该变化量使得移动手持装置100更偏向于保留当前的基站，除非或者直到信号质量下降到这样一个点为止，在该点处，信号明显小于其它被接收的基站信号。变化量有效地设置了两个门限165和170。在这种情况下，如果移动手持装置100位于门限165的左侧，移动手持装置100总会选择基站105，而如果移动手持装置100位于门限170的右侧，则移动手持装置100总会选择基站135。如果移动手持装置100位于门限165和170的中间，移动手持装置100将不进行切换。
如上所述并如图1B所示的SNR比较方法至少存在两个重要的问题。第一个问题是，即便是具有变化量，SNR比较也可能导致基站(105或135)过于频繁地切换。如上所述，移动手持装置100可能在非常短的时间内处在去到距离150的有风的路径上，其SNR(加上变化量)偏向于将基站从基站105切换到基站135。但是，移动台100绕回(wind back)到SNR倾向于基站105的距离175处，再次导致了切换。尽管移动手持装置100仅仅是暂时地去向距离150处，但移动手持装置100仍然要进行切换。这与参照图1A描述的过早的切换问题是类似的。
第二个问题是，但移动手持装置100在处于门限165和170之间的区域中时，它可能不会切换到最适合的基站(105或135)。例如，如上所述，当前正在使用基站105的移动手持装置100可移到距离160处并越来越接近门限170，但是不会越过门限170。在逼近门限170的位置，切换到基站135是有利的。然而，如上所述的方法将不会切换到基站135，而将保持归属于基站105，这是因为包含变化量的基站135的SNR将不会胜过基站105的SNR。因此，移动手持装置100不会与提供最佳服务的最适宜的基站一起工作。
已经参照图1A和1B给出了详细的问题，如果移动手持装置100能够准确地确定何时退出当前的(existing)覆盖网络将是有利的，这样就可确保最佳的可能服务并且避免过早的退出或滞后的退出。
                       发明内容
本发明解决了在灰色区域中操作的移动手持装置何时应该退出当前的覆盖网络的问题。本发明认为移动手持装置应该分析接收的输入功率来确定其何时需要退出。本发明通过以下操作来完成上述分析，即，搜集(compiling)所述接收的输入功率、对所述接收的输入功率与门限进行比较、根据所述比较结果调节指标(indicator)、以及根据相对于终止条件的所述指标的状态来确定是否退出当前的覆盖网络。
在下面的实施例中，所述终止条件是一个终止值。所述指标的状态是小于、大于或等于该终止值。本发明的方法根据相对于终止条件的指标的状态来确定是否退出当前的覆盖网络。
本该方法的一个实施例包括通过加法和减法来调节上述指标。该实施例包括：采样接收的输入功率电平；基于所述接收的输入功率电平采样与预定的基线门限值的比较来分配调节因子(adjustment factor)；从预定的初始值开始，保持值的累计和(running sum)指标；以及根据所述累计和指标退出当前的无线覆盖网络。对该方法的明确表达进一步包括：如果所述接收的输入功率电平大于预定的最小值，则为所述调节因子分配“-1”值，或如果所述接收的输入功率电平小于预定的最小值，则为所述调节因子分配“+1”值。因此，如果大部分接收的输入功率电平采样大于所述预定的最小值，则所述累计和指标将减少。类似地，如果大部分接收的输入功率电平采样小于所述预定的最小值，则所述累计和指标将增加。最终，所述累计和指标作为所述接收的输入功率电平的历史的指示。对是否退出当前的覆盖网络的决定基于该历史做出。例如，如果该累计和指标达到或超过预定值，则所述移动手持装置可退出当前的覆盖网络。
该方法并不局限于采用加法和减法作为手段以数字方式表示接收的输入功率电平的历史。例如，该方法可以通过乘法和除法调节因子来调节所述指标。在该实施例中，该方法可将指标值设定于一个初始值。如果接收的输入功率电平小于预定的最小值，则将所述指标值乘以调节因子，或者如果接收的输入功率电平大于预定的最小值，则将所述指标值除以调节因子。这样，如果大部分接收的输入功率电平采样小于所述预定的最小值，则所述指标将增加，或者如果大部分接收的输入功率电平采样大于所述预定的最小值，则所述指标将减少。最终，所述指标作为接收的输入功率电平的历史的指示。对是否退出当前的覆盖网络的决定基于该历史做出。例如，如果累计和达到或超过预定值，则所述移动手持装置可退出当前的覆盖网络。
在如上论述的实施例中，所述方法可通过基于距门限的距离而为调节因子进行不同的加权而增加其灵敏度。例如，如果被检测到的信号是一个距所述门限确定的距离，则该方法可分配“+/-3”给调节因子，而不是给其分配“+/-1”。这样，如果所述方法经历了一系列非常弱的信号，则指标将更迅速地增加(与“+/-1”的实施例相比)并达到或超出预定值，从而使系统退出当前的覆盖网络。类似地，在第二个实施例中的乘法和除法调节因子对于弱的接收信号而言可以变得更大，从而使系统更迅速地退出当前的覆盖网络。
采用本发明的方法可以使灰色区域中操作的移动手持装置更准确地确定出何时退出当前的覆盖网络，从而避免了与从覆盖网络中过早退出或滞后退出相关的问题。用于确定何时退出当前的覆盖网络的上述方法和系统的附加细节将在下面描述。
                       附图简要说明
图1A是显示根据装置距单个信号基站的距离绘制的用于移动手持装置的接收的输入功率电平的信号强度的图；
图1B是显示根据装置距两个信号基站的距离绘制的用于移动手持装置的接收的输入功率电平的信号强度的图；
图2是显示根据装置距基站的距离绘制的用于移动手持装置的接收的输入功率电平的信号强度的图；
图3是描述用于确定何时退出当前的覆盖网络的系统的示意性方框图；
图4是描述具有基线门限的实施方案的操作的实施例的图；
图5是描述具有基线门限和两个辅助门限的实施方案的操作的实施例的图；
图6是描述用于确定何时退出当前的覆盖网络的系统的示意性方框图；
图7是描述用于确定何时退出当前的覆盖网络的方法的流程图；
图8是显示在图7中描述的方法和在图3中描绘的方框的进一步细节的流程图；
图9是显示在图7中描述的方法和在图6中描绘的方框的进一步细节的流程图；
图10是在图3中的方框图中描述的一个实施方案的方法的流程图；
图11是显示基线门限和两个辅助门限的图；
图12是显示在图3中的方框图中描述的另一个实施方案的方法的流程图；
图13是显示另一个实施方案的方法的流程图。
                     优选实施方案的详细描述
本发明的方法通过如下操作解决了与灰色区域(也就是，保持最佳服务同时避免过早或滞后退出)相关的问题，即，搜集被接收的输入功率、将经过搜集的接收输入功率与一门限进行比较、根据比较结果调节指标(indicator)、以及基于上述指标确定是否退出当前的覆盖网络。尽管在以下的本发明的上下文中是对处于蜂窝网络中的移动手持装置进行描述，但是它还可以被应用于经由无线信号保持双向通信的任意装置。经由无线信号的双向通信的例子包括但不限于全球移动通信系统(GSM)的通信系统、符合电子工程师学会(IEEE)标准号802.11的通信系统以及码分多址(CDMA)通信系统。
在描述各种优选的实施方案之前，观察移动手持装置接收的信号强度是有帮助的。图2的曲线图示出了根据装置与基站的距离标绘出的用于移动手持装置的接收的输入功率电平信号强度。该接收的输入功率电平信号强度等于理论上的接收输入电平加噪声220，它是全部平均接收功率之和，并被归一化为1，因此它没有实际的单位。图2假设了信号强度相对于离基站的距离以标准对数形式下降。虽然这种假设对于本领域的普通技术人员来说是公知的，但是它对于本发明的功能和操作不是必要的。在图2中还显示出了基线门限235。基线门限235的值可根据系统期望的性能来选择。一个可能的值是用于灰色区域中的移动手持装置的最小满意操作的近似门限。也就是，采样值小于门限代表了朝向灰色区域中的不满意操作的趋势，而采样值大于门限则表示朝向灰色区域中的满意操作的趋势。如果该装置持续地操作于基线门限235之下，则它应该退出。
设置门限的另一个可能的方式是使用下面的用于访问信道发射的所需功率的开环估计，其来源于TIA/EIA-95-B的6.1.2.3.1章节：
K-移动装置接收的平均功率(dBm)＝移动装置的平均发射功率(dBm)
其中，对于蜂窝CDMA而言，K＝-73dBm，并且对于蜂窝CDMA而言，移动装置发射的最大功率为24dBm。
上述公式为运行于IS-95-B标准之下的蜂窝CDMA产生了-97dBm的门限；因此，移动手持装置可以设置适当的门限电平以确保访问信道发射。其它的通信标准、频带和模式可能需要不同的门限电平以用于访问信道发射。
图2中的曲线图示出了根据装置的距离而绘制的手持装置的理论接收输入功率电平230。该图还包括理论接收输入功率加噪声220。对于本领域的普通技术人员来说，模拟出具有零平均值的高斯分布的噪声是公知的。理论接收输入功率电平加噪声220也可被模拟为高斯分布。另外，非高斯模型也可被用来模拟输入频率电平。
选择基线门限235的另一种方法中，基线门限235被赋予这样一个值，该值为在距基站某一距离处的理论接收输入功率电平加噪声220的高斯分布的平均值。基线门限235的辅助门限(supplemental threshold)可被使用。第一个辅助门限245被设置成等于基线门限235加上代表噪声的高斯分布的一个标准偏差。第二个辅助门限250被设置成等于基线门限235减去代表噪声的高斯分布的一个标准偏差。应该认识到，代表噪声的高斯分布的一个标准偏差等于理论接收输入功率电平加噪声220的高斯分布的一个标准偏差。
本领域的人员应该清楚，额外的辅助门限是可能的。例如，辅助门限可被设置在代表噪声的高斯分布的基线门限235的上方或下方的两个或更多标准偏差处。本领域的人员还应该清楚，辅助门限不必一定要设置在代表噪声的高斯分布的基线门限235的上方或下方的整数偏差处。辅助门限不必一定基于标准偏差。挑选辅助门限的其它方法将在下面描述。
通过搜集过去接收的输入功率电平采样值，移动手持装置能够识别与接收的输入功率电平关联的长期趋势，例如稳定减少或增加值，它们都是用于移动手持装置的覆盖质量的更准确的指标。
图3是描述根据本发明的用于确定何时退出当前的覆盖网络的系统300的示意性方框图。收发器302具有将接收的输入功率电平采样值提供到计算电路306的收发器输出304。计算电路306搜集关于上述接收的输入功率电平采用值的历史数据，并响应该历史数据和预定的基线门限235的值而提供退出控制信号308。计算电路306包括第一比较电路310，第一比较电路310具有从收发器302接纳接收的输入功率电平采样值的输入304。第一比较电路310测量各个接收的输入功率电平采样值与基线门限235的值之间的差异，并做出响应以提供减少控制信号和增加控制信号。第一比较电路310响应于输入功率电平信号与门限的比较结果而提供一个比较信号。该比较信号在线路312上表现为第一减少控制信号的形式，在线路314上则表现为第一增加控制信号的形式。如果接收的输入功率电平采样值大于或等于基线门限235的值，则第一比较电路310在线路312上提供第一减少控制信号。另一方面，如果接收的输入功率电平采样值小于基线门限235的值，则第一比较电路310在线路314上提供第一增加控制信号。
计算电路306还包括具有计数电路315形式的调节电路，其具有分别接受位于线路312和314上的减少和增加控制信号的输入端、响应于上述减少和增加控制信号而维持累计值(running total)、对累计值与预定的终止值(terminal value)进行比较、以及响应比较结果提供退出控制信号308。
计数电路315包括减法电路316、加法电路318和累加器(totalizer)320。减法电路316接受第一减少控制信号并具有用于在线路322上提供第一预定调节因子的输出。加法电路318接受第一增加控制信号并具有用于在线路324上提供第二预定调节的输出。
累加器320接受第一和第二调节因子，并利用它们来维持在预定初始值处开始的累计值。在该实施方案中，第二比较电路位于累加器320之内。累加器320对上述累计值与终止值进行比较，在累计值大于或等于终止值时，累加器320提供退出控制信号308。为了保持该累计值，累加器320为累计值减少各个第一调节，并为累计值增加各个第二调节因子。终止值可根据系统300的所需性能来选择。然而，终止值应该与上述调节因子相协调。也就是说，终止值应该足够高以使得一系列不表示低于基线235的一贯操作的第二调节因子(来自低于基线门限253的值的接收的输入功率电平采样值)不能导致上述累计值等于或超过终止值。以相似的方式，终止值应该足够低以使得表示低于基线235一贯操作的较长的一系列第二调节因子导致上述累计值等于或超过终止值。
与对涉及到接收的输入功率电平采样值的历史数据进行搜集相关联的一个问题是伴随接收的输入功率电平采样值高于基线235而产生的累计值的偏移。累计值的潜在偏移是个问题，这是因为如果移动手持装置在具有弱覆盖的区域中操作足够长的时间周期，则累计值必须能够做出响应(逼近终止值)。而如果手持移动装置先前已经在良好的覆盖中操作了一段时间从而导致大量的第一调节使得述累计值移动到终止值以下很远时，则上述操作是不可能的。
返回到图3，为了避免这种偏移，累加器320只有在累计值大于预定的最小累计值时，才减少用于各个第一调节因子的累计值。否则，累计计数被保持在最小总值，直到第二调节因子被遇到位置。如同基线门限235的值和终止值一样，上述最小总值可根据系统300的所需性能来选择，并与其它的值相协调。累加器320在提供退出控制信号后将累计值重置为初始的值。
对用于第一和第二调节因子的值的分配可根据系统300的所需性能来选择。该调节因子还与门限值、终止值和最小总值相协调。根据系统300的一个方面，第一调节因子的绝对值等于第二调节因子的绝对值。也就是说，高于和低于基线235的值的装置的操作在分析何时退出当前的覆盖区域时被赋予相等的权重(weight)。在图2中，调节因子的绝对值显示为“1”。作为一种选择，也可对调节因子分配以不相等权重从而将系统300的操作偏移向退出当前的覆盖网络或保留在当前的覆盖网络。例如，给低于基线门限235的值分配更多的权重将会导致更快地从当前的覆盖网络中退出，这是因为较大的第二调节因子将会更快地使累计值增加到终止值。
上述系统300的简单性被限制抵消了。由于接收的输入功率电平在操作期间趋于快速波动，尤其是在灰色区域中，所以移动手持装置可在覆盖网络之间振荡。因此，根据系统300的一个方面，预定的辅助门限值被包括进来以增加系统300的准确性和响应性。第一辅助门限245高于基线门限235，如图2所示。第二辅助门限250低于基线门限235的值，如图2所示。辅助门限允许系统300识别具有显著更好的或显著更坏的覆盖的区域之中的与较高确定度的操作相关的输入功率电平采样值。
因此，返回到图3，第一比较电路310将接收的输入功率电平采样与辅助门限值和基线门限235的值进行比较。然后，第一比较电路310提供：第一减少控制信号312以用于各个大于或等于基线门限值并小于或等于第一辅助门限245的值的接收的输入功率电平采样值；第二减少控制信号(图中未显示)以用于各个大于第一辅助门限245的值的接收的输入功率电平采样值；第一增加控制信号314以用于各个小于基线门限235的值并大于或等于第二辅助门限250的值的接收的输入功率电平采样值；以及第二增加控制信号(图中未显示)以用于各个小于第二辅助门限250值的接收的输入功率电平采样值。
减法电路316在线路312中接受第一和第二减少控制信号，响应第一减少控制信号提供第一调节因子，以及响应第二减少控制信号提供第三预定调节因子。第一和第三调节因子在线路322中提供。
加法电路318接受第一和第二增加控制信号，响应第一增加控制信号提供第二调节因子，以及响应第二增加控制信号提供第四预定调节因子。第二和第四调节因子在线路324中提供。
累加器320接受第一、第二、第三和第四调节因子，减少用于各个第一和第三调节因子的累计值，并且增加用于各个第二和第四调节因子的累计值。累加器320只有在累计值大于最小总值时才减少用于各个第一和第三调节因子的累计值。
第三和第四调节因子大于第一和第二调节因子以反映与第三和第四调节因子关联的较大确定度。因此，累计值响应上述调节因子更快地朝向或背离终止值移动。
根据系统300的一个方面，第三调节因子的绝对值等于第四调节因子的绝对值。在图2中，这些调节因子被显示为“3”。作为一种替代，可为这些调节因子分配不均等的权重以使系统300的操作偏移向退出当前的覆盖网络或保留在当前的覆盖网络中。例如，为低于第二辅助门限250的值分配更多的权重将会导致从当前的覆盖网络中更快地退出，这是因为较大的第二调节因子将会更快地使累计值增加到终止值。
辅助门限值的选择对何时退出当前的覆盖区域的确定影响很大。例如，如果第一辅助门限245与第二辅助门限250相比更远离基线门限235，则将赋予在较好的覆盖的区域中的接收的输入功率电平采样较小的权重。根据系统300的一个方面，第一辅助门限245的绝对值等于第二辅助门限250的绝对值，如图2所示。这导致了高于和低于基线门限235的值的接收的输入功率电平值的均等加权。根据系统300的一个方面，第一辅助门限245的值相对于基线门限253的值为+3dB，第二辅助门限250的值相对于基线门限235的值为-3dB。
虽然图2描述了三个门限和被分配给由三个门限分割成的四个区域的每一个的四个调节因子，但是本方法还能够扩展到包括更多的门限。增加门限并由此增加分配给由这些门限分割成的区域的调节因子的个数可以增加该方法的灵敏度。然而，增加的灵敏度会被有可能增加的处理所抵消。因此，该方法必须被设计成使灵敏度达到最大并且同时不会使系统300的处理能力过载。
图4的流程图描述了具有基线门限435的本发明系统的操作的一个实施例。在图4中，第一和第二调节因子分别为“-1”和“+1”。图4显示了：与门限值相比较的接收的输入功率电平采样值，响应比较结果分配给采样值的调节因子，使用调节因子减少和增加的累计值，在累计值等于终止值时被触发的退出控制信号，以及在退出控制信号被触发后将累计值重置为初始值。
图5的流程图描述了具有基线门限535和两个辅助门限的本发明系统的操作的一个实施例。在图5中，第一和第二调节因子分别为“-1”和“+1”，第三和第四调节因子分别为“-3”和“+3”。图5显示了：与基线门限535和第一和第二辅助门限值相比较的接收的输入功率电平采样值。另外，图5还显示了响应比较结果分配给采样值的调节因子和使用调节因子增加和减少的累计值。图5中还显示了在累计值等于终止值时被触发的退出控制信号，以及在退出控制信号被触发后将累计值重置为初始值。虽然图5中显示的辅助门限与基线门限相差+/-3dB，但本领域的普通技术人员应该认识到其它的辅助门限值是可能的。
虽然参照图3到图5的公开描述了用于记录被接收的信号的历史的增加和减少方法，本发明的方法并不局限于加法和减法。本发明的方法通常是基于被接收的信号来调节指标的。通过检查该指标，系统可确定是否要搜寻替换的覆盖网络。
例如，图6是描述用于确定何时退出当前的覆盖网络的系统600的示意性方框图。图6显示的结构与图3显示并在上面描述的结构相似。图6中的不同之处在于，其调节电路为乘法和除法电路的形式。取代对运行计数器的维持，乘法和除法电路327不同地响应信号312和314。例如，如果在线路312中接收到信号，乘法和除法电路327可将指标乘以调节因子，或者如果在线路314中接收到信号，乘法和除法电路327将指标除以调节因子。为了描述，乘法和除法电路327可从指标值10开始。正是该指标值在乘法和除法电路327中被调节以确定何时或者是否发送退出控制信号308。如果收发器302接收到低于门限值的信号采样，则第一比较电路310将在线路312中发送信号到乘法和除法电路327，使得乘法和除法电路327将指标(现在值为10)乘以调节因子。例如，调节因子可为2。这样，指标的值现在成为20。第二被接收的信号采样也可以低于门限，从而导致指标(现在值为20)如上所述地被乘以值为2的调节因子，结果产生了值为40的新的指标。如果第三被接收的信号采样高于而不是低于门限，则第一比较电路310将会在线路314中发送信号，使得计数电路将指标除以例如2的调节因子。这样，指标的值现在为20。以后被接收的信号将使得指标被增加或减少。如果指标到达预定的值，例如100或更大，则乘法和除法电路327将发送退出控制信号308。乘法和除法电路327在提供退出控制信号308后将累计值重置为初始的值。
为了避免相关的偏移出现在用于许多信号采样的优质覆盖区域中，上述指标可具有预置的最小值。返回到图6中，为了避免偏置，计算电路320仅若在指标大于预定的最小总值时才对指标进行除法运算。否则，乘法和除法电路327将使指标保持在最小的总值，直至遇到线路312中的第二相乘信号为止。最小的总值可根据系统的所需性能来选择。
而且，和在图3到5中描述的加法和减法方法一样，图6中描述的系统可根据距离基线门限的距离来改变乘法和除法调节因子。这将再次(例如)导致非常差的接收信号更迅速地影响上述指标，从而潜在地加速发出退出控制信号308。
图7是描述用于确定何时退出当前的覆盖网络的方法的流程图。尽管如图7(以及下面的图8、9、10、12和13)所示的方法为了清楚的目的而被描述为一些顺序编号的步骤，但是除非有明确的说明，否则不应从这种编号中推断出方法的顺序。该方法从步骤700开始。步骤702从无线通信覆盖网络中接收输入功率。步骤704将输入功率电平与门限进行比较。步骤707响应比较步骤704调节指标。步骤709设定一个指示无线通信装置何时应退出当前的无线通信覆盖网络的终止条件。步骤711将指标与终止条件进行比较。步骤714响应比较步骤退出覆盖网络。
图8是更详细地显示图7中描述的方法的流程图，其适于图3的方框图。该方法从步骤800开始。步骤802对接收的输入功率电平进行采样。步骤804测量各个采样点与预定的基线门限值之间的差异。步骤806分配调节因子到各个被测量到的值。步骤808响应被测量到的差异保持累计和(running sum)。步骤810为大于基线门限值的采样点值减少累计和，并为小于基线门限值的采样点值增加累计和。步骤812使用调节因子来改变累计和。步骤814在累计和大于或等于预定的终止值时退出当前的覆盖网络。
根据该方法的一个方面，在步骤810中为大于基线门限值的采样点值减少累计和的操作包括仅在累计和大于预定的最小值时才减少该累计和。
根据该方法的一个方面，在步骤804中测量各个采样点与预定的基线门限值之间的差异的操作包括：为大于基线门限值的第一采样点值测量第一差异以及为小于基线门限值的第二采样点值测量第二差异。在步骤806中将调节因子分配给各个测量到的差异的操作包括：分配第一调节因子给第一差异以及分配第二调节因子给第二差异。接着，在步骤810中为大于基线门限值的采样点值减少累计和的操作包括使用第一调节因子减少累计和，并且在步骤810中为小于基线门限值的采样点值增加累计和的操作包括使用第二调节因子增加累计和。
根据该方法的一个方面，第一调节因子的绝对值等于第二调节因子的绝对值。根据该方法的一个方面，第一差异的绝对值等于第二差异的绝对值。根据该方法的一个方面，第一差异相对于基线门限为+3dB，第二差异相对于基线门限为-3dB。
根据该方法的一个方面，在步骤804中测量各个采样点与预定的基线门限值之间的差异包括：测量比第一差异大的第三差异和比第二差异大的第四差异。也就是，与第四差异关联的接收的输入功率电平采样的值小于与第二差异关联的接收的输入功率电平采样的值。在步骤806中将调节因子分配给各个测量到的差异包括：分配比第一累加量大的第三调节因子给第三差异，分配比第二累加量大的第四调节因子给第四差异。接着，在步骤810中减少用于大于基线门限值的采样点值的累计和包括使用第三调节因子来减少累计和，并且在步骤810中增加用于小于基线门限值的采样点值的累计和包括使用第四调节因子增加累计和。
根据该方法的一个方面，第三调节因子的绝对值等于第四调节因子的绝对值。根据该方法的一个方面，在步骤814中当累计和大于或等于终止值时退出当前的覆盖网络包括在退出当前的覆盖网络之后将累计和重置为预定的初始值。
图9是更详细地显示图7中描述的方法的流程图，其适于图6的方框图。该方法从步骤900开始。步骤902采样接收的输入功率电平。步骤904测量各个采样点与预定的基线门限值之间的差异。步骤906分配除法或乘法调节因子给各个被测量到的值。步骤908响应被测量到的差异而保持当前指标的值。步骤910为大于基线门限值的采样点值将指标乘以乘法和除法调节因子，为小于基线门限值的采样点值将指标除以乘法和除法调节因子。如上所述，步骤910根据距离基线门限的距离可以具有不同的乘法和除法调节因子。步骤912在指标大于或等于预定的终止值时退出当前的覆盖网络。
图10是在图3的方框图中描述的一个实施方案的方法的流程图。该方法从1000开始。步骤1002对接收的输入功率电平进行采样。步骤1004测量各个采样点与预定的基线门限值之间的差异。步骤1006为各个测得的差异分配加法或减法调节因子。在这个例子中，步骤1006分配加法或减法中的一个。步骤1008在指标大于或等于预定的终止值时退出当前的覆盖网络。
图11的图1100示出了基线门限1135、第一辅助门限1145和第二辅助门限1150。图1100中的线1120表示随着我们从右到左的移动而增加的信号强度。另外，该图显示了加法或减法调节因子1115，加法和减法调节因子1115还被表示为“w”以用于不同信号强度。累加值w＝3，1117；w＝1，1119；w＝-1，1122；以及w＝-3，1124。在本发明的一个实施方案中，辅助门限1150，1145距离基线为3dB。
应该注意到，图11只是本发明一个实施方案的例子，不同的累加值是可能的。另外，辅助门限和累加值的个数可以增加。虽然在该实施方案中累加值1115被分配用于特定的信号强度范围，但是累加值也可基于测得的信号强度与预定的门限之间的差异来分配。在图8中显示了这样的例子，其中，接收的输入功率电平表示信号强度。
图12是显示在图3中的方框图中描述的另一个实施方案的方法的流程图。具体地说，图12显示了加法或减法调节因子能够被分配的一种方式。该方法从1200开始。步骤1202测量接收的输入功率电平。步骤1204比较信号强度和门限值。步骤1206、1208、1210和1212将加法或减法调节因子分配给各个测得的差异。步骤1206在输入功率比第二辅助门限更差时将计数增加3。步骤1208在如果输入功率位于第二辅助门限和基线门限之间时将计数增加1。步骤1210在输入功率处于基线门限和第一辅助门限1145之间时将计数减1。步骤1212在输入功率比第一辅助门限1145更好时将计数减3。步骤1214在指标大于或等于预定的终止值时退出当前的覆盖网络。
图13是显示另一个实施方案的方法的流程图。该方法从1300开始。步骤1302将第一接收采样信号强度与预定的门限值(PTV)进行比较。步骤1304在如果第一接收采样信号强度低于PVT时进入一个处理。步骤1306将第二接收采样信号强度与上述门限值进行比较。步骤1308在如果第二接收采样信号强度低于上述门限时增加调节因子。步骤1311在如果第二接收采样信号强度低于上述门限时减少调节因子。步骤1313确定累计和。累计和等于先前的累计和加上调节因子。步骤1316在如果累计和大于终止值时退出。步骤1318在如果累计和小于终止值时进行重复处理。
尽管被论述的方法和系统被描述为在遇到低于门限的信号时通过一些调节因子(也就是，加法或乘法)来增加数目(也就是，运行计数或指标)，但是该方法还可通过一些调节因子来减少数目以用于门限之下的接收信号。例如，在如图8中描述的方法中，在步骤810中运行计数可被减少以用于门限之下的接收信号，并且系统可在步骤814中当累计和低于或等于预定的终止值时退出。相似地，在图9中描述的方法中，在步骤910中，指标可被相除从而用于门限之下的接收信号，在步骤912中当指标小于或等于预定的终止值时系统退出。
一种系统和方法被提供用于确定何时退出当前的无线通信覆盖网络。本发明的实施例可在无需辅助门限电平的情况下实现，也可利用第一组辅助门限电平来实现。然而，应该理解，本发明不限于辅助门限电平的任何具体的个数。该系统和方法可应用于包括模拟通信系统和数字通信系统在内的广泛范围的无线通信装置配置。与在其中信息以离散状态传输的传输路径上进行信息传输的数字通信系统相比，模拟通信系统在通信路径中以持续变量的形式传输信号。本领域的普通技术人员还可以实现其它的变种和实施方案。

Claims (38)

1.一种用于在移动无线通信装置中确定何时退出当前的无线通信覆盖网络的方法，所述方法包括：
(a)从所述无线通信覆盖网络接收输入功率电平；
(b)对所述输入功率电平与门限进行比较；
(c)响应所述步骤(b)的比较结果对指标进行调节；
(d)设置用于指示所述无线通信装置应该何时退出当前的无线通信覆盖网络的终止条件；
(e)对所述指标与所述终止条件进行比较；以及
(f)响应所述步骤(e)的比较结果退出当前的覆盖网络。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤(b)的比较过程包括：
(g)对所述接收的输入功率电平进行采样；
(h)测量所述输入功率电平的第一采样点与所述门限之间的第一差异，并响应所述第一差异将第一调节因子与所述第一采样点相关联；以及
(i)测量所述输入功率电平的第二采样点与所述门限之间的第二差异，并响应所述第二差异将第二调节因子与所述第二采样点相关联。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一调节因子响应所述第一差异的大小而变化；并且
所述第二调节因子响应所述第二差异的大小而变化。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述调节步骤(c)包括：
(j)如果所述第一采样点大于所述门限，则从所述指标减去所述第一调节因子，或者如果所述第一采样点小于所述门限，则将所述指标加上所述第一调节因子；和
(k)如果所述第二采样点大于所述门限，则从所述指标减去第二调节因子，或者如果所述第二采样点小于所述门限，则将所述指标加上所述第二调节因子；以及
(l)其中所述步骤(e)的比较过程在所述步骤(j)和(k)之后发生，并且进一步包括确定所述指标是否满足所述终止条件。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述调节步骤(c)包括：
(j)如果所述第一采样点大于所述门限，则将所述指标加上所述第一调节因子，或者如果所述第一采样点小于所述门限，则从所述指标减去所述第一调节因子；和
(k)如果所述第二采样点大于所述门限，则将所述指标加上所述第二调节因子，或者如果所述第二采样点小于所述门限，则从所述指标减去所述第二调节因子；以及
(l)其中所述步骤(e)的比较过程在所述步骤(j)和(k)之后发生，并且进一步包括确定所述指标是否满足所述终止条件。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述调节步骤(c)包括：
(j)如果所述第一采样点大于所述门限，则将所述指标加上所述第一调节因子，或者如果所述第一采样点小于所述门限，则从所述指标减去所述第一调节因子；和
(k)如果所述第二采样点大于所述门限，则将所述指标加上所述第二调节因子，或者如果所述第二采样点小于所述门限，则从所述指标减去所述第二调节因子；以及
(l)其中所述步骤(e)的比较过程在所述步骤(j)和(k)之后发生，并且进一步包括确定所述指标是否满足所述终止条件。
7.如权利要求4所述的方法，其中所述退出步骤(f)包括：如果所述步骤(l)确定出所述指标满足所述终止条件，则退出当前的覆盖网络。
8.如权利要求5所述的方法，其中所述退出步骤(f)包括：如果所述步骤(l)确定出所述指标满足所述终止条件，则退出当前的覆盖网络。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述调节步骤(c)包括：
(j)如果所述第一采样点大于所述门限，则将所述指标乘以所述第一调节因子，或者如果所述第一采样点小于所述门限，则将所述指标除以所述第一调节因子；
(k)如果所述第二采样点大于所述门限，则将所述指标乘以所述第二调节因子，或者如果所述第二采样点小于所述门限，则将所述指标除以所述第二调节因子；
(l)其中所述步骤(e)的比较过程在所述步骤(j)和(k)之后发生，并且进一步包括确定所述指标是否满足所述终止条件。
10.如权利要求2所述的方法，其中所述调节步骤(c)包括：
(j)如果所述第一采样点大于所述门限，则将所述指标乘以所述第一调节因子，或者如果所述第一采样点小于所述门限，则将所述指标除以所述第一调节因子；
(k)如果所述第二采样点大于所述门限，则将所述指标乘以所述第二调节因子，或者如果所述第二采样点小于所述门限，则将所述指标除以所述第二调节因子；
(l)其中所述步骤(e)的比较过程在所述步骤(j)和(k)之后发生，并且进一步包括确定所述指标是否满足所述终止条件。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述调节步骤(c)包括：
(j)如果所述第一采样点大于所述门限，则将所述指标除以所述第一调节因子，或者如果所述第一采样点小于所述门限，则将所述指标乘以所述第一调节因子；
(k)如果所述第二采样点大于所述门限，则将所述指标除以所述第二调节因子，或者如果所述第二采样点小于所述门限，则将所述指标乘以所述第二调节因子；
(l)其中所述步骤(e)的比较过程在所述步骤(j)和(k)之后发生，并且进一步包括确定所述指标是否满足所述终止条件。
12.如权利要求2所述的方法，其中所述调节步骤(c)包括：
(j)如果所述第一采样点大于所述门限，则将所述指标除以所述第一调节因子，或者如果所述第一采样点小于所述门限，则将所述指标乘以所述第一调节因子；
(k)如果所述第二采样点大于所述门限，则将所述指标除以所述第二调节因子，或者如果所述第二采样点小于所述门限，则将所述指标乘以所述第二调节因子；
(l)其中所述步骤(e)的比较过程在所述步骤(j)和(k)之后发生，并且进一步包括确定所述指标是否满足所述终止条件。
13.如权利要求9所述的方法，其中所述退出步骤(f)包括：如果所述步骤(l)确定出所述指标满足所述终止条件，则退出当前的覆盖网络。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述退出步骤(f)包括：如果所述步骤(l)确定出所述指标满足所述终止条件，则退出当前的覆盖网络。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述退出步骤(f)包括：如果所述步骤(l)确定出所述指标满足所述终止条件，则退出当前的覆盖网络。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述退出步骤(f)包括：如果所述步骤(l)确定出所述指标满足所述终止条件，则退出当前的覆盖网络。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述当前的覆盖网络为第一静态收发器，并且所述退出步骤(f)进一步包括：从所述第一静态收发器切换到第二静态收发器。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述第一静态收发器以数字模式操作，所述第二静态收发器以数字模式操作。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述第一静态收发器以数字模式操作，所述第二静态收发器以模拟模式操作。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述第一静态收发器以模拟模式操作，所述第二静态收发器以数字模式操作。
21.如权利要求17所述的方法，其中，所述第一静态收发器以模拟模式操作，所述第二静态收发器以模拟模式操作。
22.一种用于在移动无线通信装置中确定何时退出当前的无线通信覆盖网络的方法，所述方法包括：
(a)从所述无线通信覆盖网络接收输入功率电平；
(b)对所述输入功率电平与门限进行比较；
(c)用于响应所述步骤(b)的比较结果对指标进行调节的方法；
(d)设置用于指示所述无线通信装置应该何时退出当前的无线通信覆盖网络的终止条件；
(e)对所述指标与所述终止条件进行比较；以及
(f)基于所述步骤(e)的比较结果退出当前的覆盖网络。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述步骤(b)的比较过程包括：
(g)对所述接收的输入功率电平进行采样；
(h)测量所述输入功率电平的第一采样点与所述门限之间的第一差异，并响应所述第一差异将第一调节因子与所述第一采样点相关联；以及
(i)测量所述输入功率电平的第二采样点与所述门限之间的第二差异，并响应所述第二差异将第二调节因子与所述第二采样点相关联。
24.一种用于在移动无线通信装置中确定何时退出当前的无线通信覆盖网络的系统，所述系统包括：
适于从所述无线通信覆盖网络接收输入功率电平的收发器，其中所述收发器输出接收的输入功率电平信号；
适于接收所述接收的输入功率电平信号的第一比较电路，其中所述第一比较电路响应所述输入功率电平与门限的比较结果而输出比较信号；
适于接收所述比较信号的调节电路，其中所述调节电路响应所述比较信号来调节指标；以及
用于将所述指标与终止条件相比较的第二比较电路，其中在所述指标满足所述终止条件时，所述第二比较电路使所述移动无线通信装置退出当前的覆盖网络。
25.如权利要求24所述的系统，其中所述接收的输入功率电平信号包括第一采样电平和第二采样电平；
其中，所述第一比较电路测量所述第一采样电平与所述门限之间的第一差异，并响应所述第一差异将第一调节因子与所述第一采样电平相关联；
其中，所述第一比较电路测量所述第二采样电平与所述门限之间的第二差异，并响应所述第二差异将第二调节因子与所述第二采样电平相关联；且
其中，所述比较信号包括所述第一调节因子和所述第二调节因子。
26.如权利要求25所述的系统，其中所述第一调节因子响应所述第一调节因子响应所述第一差异的大小而变化而变化；并且所述第二调节因子响应所述第二差异的大小而变化。
27.如权利要求25所述的系统，其中，如果所述第一采样电平大于所述门限，则所述调节电路从所述指标减去所述第一调节因子，
如果所述第一采样电平小于所述门限，则将所述指标加上所述第一调节因子；
如果所述第二采样电平大于所述门限，则从所述指标减去所述第二调节因子；以及
如果所述第二采样电平小于所述门限，则将所述指标加上所述第二调节因子。
28.如权利要求26所述的系统，其中，如果所述第一采样电平大于所述门限，则所述调节电路从所述指标减去所述第一调节因子，
如果所述第一采样电平小于所述门限，则将所述指标加上所述第一调节因子；
如果所述第二采样电平大于所述门限，则从所述指标减去所述第二调节因子；以及
如果所述第二采样电平小于所述门限，则将所述指标加上所述第二调节因子。
29.如权利要求25所述的系统，其中，如果所述第一采样电平大于所述门限，则所述调节电路将所述指标加上所述第一调节因子；
如果所述第一采样电平小于所述门限，则从所述指标减去所述第一调节因子；
如果所述第二采样电平大于所述门限，则将所述指标加上所述第二调节因子；以及
如果所述第二采样电平小于所述门限，则从所述指标减去所述第二调节因子。
30.如权利要求26所述的系统，其中，如果所述第一采样电平大于所述门限，则所述调节电路将所述指标加上所述第一调节因子，
如果所述第一采样电平小于所述门限，则从所述指标减去所述第一调节因子；
如果所述第二采样电平大于所述门限，则将所述指标加上所述第二调节因子；以及
如果所述第二采样电平小于所述门限，则将所述指标减去所述第二调节因子。
31.如权利要求25所述的系统，其中，如果所述第一采样电平大于所述门限，则所述调节电路将所述指标乘以所述第一调节因子；
如果所述第一采样电平小于所述门限，则将所述指标除以所述第一调节因子；
如果所述第二采样电平大于所述门限，则将所述指标乘以所述第二调节因子；以及
如果所述第二采样电平小于所述门限，则将所述指标除以所述第二调节因子。
32.如权利要求26所述的系统，其中，如果所述第一采样电平大于所述门限，则所述调节电路将所述指标乘以所述第一调节因子；
如果所述第一采样电平小于所述门限，则将所述指标除以所述第一调节因子；
如果所述第二采样电平大于所述门限，则将所述指标乘以所述第二调节因子；以及
如果所述第二采样电平小于所述门限，则将所述指标除以所述第二调节因子。
33.如权利要求25所述的系统，其中，如果所述第一采样电平大于所述门限，则所述调节电路将所述指标除以所述第一调节因子；
如果所述第一采样电平小于所述门限，则将所述指标乘以所述第一调节因子；
如果所述第二采样电平大于所述门限，则将所述指标除以所述第二调节因子；以及
如果所述第二采样电平小于所述门限，则将所述指标乘以所述第二调节因子。
34.如权利要求26所述的系统，其中，如果所述第一采样电平大于所述门限，则所述调节电路将所述指标除以所述第一调节因子；
如果所述第一采样电平小于所述门限，则将所述指标乘以所述第一调节因子；
如果所述第二采样电平大于所述门限，则将所述指标除以所述第二调节因子；以及
如果所述第二采样电平小于所述门限，则将所述指标乘以所述第二调节因子。
35.如权利要求1所述的方法，还包括对所述输入功率电平与辅助门限进行比较。
36.如权利要求34所述的方法，其中，所述基线门限和所述辅助门限是基于所述输入功率电平的概率密度函数的属性来选择的。
37.如权利要求35所述的方法，其中，所述概率密度函数包括高斯分布。
38.如权利要求35所述的方法，其中，所述辅助门限是所述概率密度函数的标准偏差与所述基线门限的距离的整数倍。
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