CN1947451A - 用于在蜂窝无线电电信网络中补偿业务信道信号强度测量的基站系统和方法 - Google Patents

用于在蜂窝无线电电信网络中补偿业务信道信号强度测量的基站系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于补偿业务信道信号强度测量以便提供改进的切换判决的基站系统(BSS)和方法。在一个给定小区中的每个现用移动站被指示为在一预定义的时段测量并且报告所述移动站的现用业务信道、来自邻近小区的广播信道、和来自给定小区的广播信道的信号强度。一个偏移值计算器分析所述现用业务信道和所述给定小区的广播信道的信号强度测量，并且为补偿偏移因数计算一个被更新的值。所述被更新的值随后在一种切换算法中被使用以便确定在所述现用业务信道上的未来连接期间何时切换移动站。

Description

用于在蜂窝无线电电信网络中 补偿业务信道信号强度测量的基站系统和方法
发明背景
本发明涉及无线电电信网络。更特别地，并且非限制地，本发明涉及在蜂窝无线电电信网络中为改进的切换判决补偿业务信道信号强度测量的基站系统(BSS)和方法。
在根据全球移动通信系统(GSM)标准操作的蜂窝电信网络中，移动站测量并且报告当前服务小区和邻近小区的信号强度。邻近小区由服务BSS广播的邻近小区列表中标识。当一个特殊的移动站正在进行电路交换呼叫时，该移动站测量正被用于所述呼叫的现用(active)业务信道的信号强度，并且测量邻近小区的广播信道的信号强度。这些测量在测量报告中被报告给所述服务BSS。随着移动站接近所述服务小区的边界，通过比较现用业务信道的信号强度和被报告的邻近小区的广播信道的信号强度，做出是否将所述移动站切换到一个邻近小区的判决。
为了网络规划，两个小区之间的小区边界被定义为来自所述两个小区的广播信道(BCCH)的信号强度相等的位置，由不同的偏移和滞后值被调整。如果一个小区中的某些业务信道的无线电传播特性与相同小区中的BCCH的无线电传播特性有较大不同，则由于小区边界对于进入和外出的切换不能被保持在相同的位置，而引入了不准确。这可以导致各种有害的效应和网络性能降级。例如，不匹配的边界可以导致过早的或延迟的切换、乒乓效应(移动站在两个小区之间被重复地来回切换)、低质量连接、以及增加掉话。
一种最小化有害效应和网络性能降级的传统解决方法是：利用一个加到被报告的现用业务信道的信号强度上或从该信号强度中减去的唯一的偏移值来补偿业务信道和BCCH之间的无线电传播特性的差别。然而，当前确定所述偏移值的唯一准确的方法是通过反复试验的调谐过程。在这个过程中，一种优化器通过计算施加到通过不同的电缆、天线等等、且最终在不同的频率上传输的信号上的路径损耗差别来估计一个适当的补偿偏移值。这个值被应用于所述业务信道，随后，统计量被采集以便确定所述补偿偏移值的有效性。如果所述值不正确(这很可能)，则一个新值被选择，并且统计量再次被采集以便确定所述偏移值的有效性。这是一种耗费时间并且易出错的方法。每个小区的偏移必须被调谐于所述小区的、信道之间的无线电传播差别。然而，由于无线电传播特性在不同小区和环境之间变化，因此，使得难以确定一个准确的偏移值。
发明概述
一方面，本发明涉及一种在蜂窝无线电电信网络中为改进的切换判决补偿业务信道信号强度测量的方法。所述方法包括由服务基站接收由被服务的移动站在一预定义的时段定期进行的信号强度测量。所述测量包括所述移动站的现用业务信道、来自邻近小区的广播信道、和来自所述移动站的服务基站的广播信道的信号强度测量。然后，被收集的现用业务信道和服务基站广播信道的信号强度测量被分析以便确定一个补偿偏移值。随后，将所述补偿偏移值加到现用业务信道的信号强度中或者从该信号强度中减去，以便得到一个与服务基站广播信道的信号强度大致相等的、现用业务信道的经补偿的信号强度；并且在切换算法中利用该现用业务信道的经补偿的信号强度来确定何时将所述移动站切换到一个邻近小区。
另一方面，本发明涉及一种补偿业务信道信号强度测量以便提供改进的切换判决的基站。所述基站包括一个接收由被服务的移动站定期进行的信号强度测量的接收机。所述测量包括所述移动站的现用业务信道、来自邻近小区的广播信道、和来自所述移动站的服务基站的信号强度测量。一个测量数据库在一预定义的时段上从所述接收机收集信号强度测量，并且存储所述测量。所述基站还包括一个偏移值计算器，它从所述数据库检索被存储的测量，分析现用业务信道和服务基站广播信道的信号强度测量，并且计算一个补偿偏移值。一种切换算法随后将所述补偿偏移值加到现用业务信道的信号强度中或者从该信号强度中减去，以便获得一个大致等于服务基站广播信道的信号强度的、现用业务信道的经补偿的信号强度。所述算法利用该现用业务信道的经补偿的信号强度来确定何时将所述移动站切换到邻近小区。
附图简述
下面，将参考在附图中被表示的典型的实施方案来描述本发明，其中：
图1是一个适合于实现本发明的蜂窝电信网络的一部分的简化框图；
图2是一个小区边界的示意图，示出当一个小区中业务信道的无线电传播特性显著不同于相同小区的广播信道的无线电传播特性时引起的问题；
图3是一个表示本发明方法的典型实施方案的步骤的流程图；以及
图4是一个根据本发明的系统被修改的MS和BS的简化框图。
发明详述
本发明使用一种自学习算法来计算唯一的补偿偏移并且将其应用到具有显著不同于相同小区的广播信道的无线电传播特性的无线电传播特性的业务信道。结果，所述小区边界对于进入和外出切换可以被保持在相同的位置，并且可以最小化或消除上面涉及的有害效应和网络性能降级。
图1是一个适合于实现本发明的典型蜂窝电信网络的一部分的简化框图。多个移动站(MS)11a-11c在由服务基站收发信台(BTS)13生成的服务小区12内操作。所述服务小区被邻近小区14-19围绕，其中每一个小区由它自己的BTS生成。BTS中的每一个通过适当的通信链路被连接到一个或多个基站控制器(BSC)20。所述BSC和BTS一起被称为基站系统(BSS)。如本领域的技术人员所知的，所述BSC本身又被连接到蜂窝网络21的剩余部分。
图2是一个小区边界的示意图，示出当在一个小区中的业务信道的无线电传播特性显著不同于相同小区的广播信道的无线电传播特性时引起的问题。第一个小区23与第二个小区24毗邻。MS 11a在第一个小区中的业务信道25上参与正在进行的呼叫。MS 11b在第二个小区中的业务信道26上参与正在进行的呼叫。实线27表示所规划的小区边界，其是基于来自每个小区BCCH的信号强度相等的那些位置。在所表示的例子中，业务信道25的无线电传播特性在MS 11a处产生一种高于在第一个小区23中的BCCH的信号强度的信号强度。因此，直到MS 11a到达虚线28，它才被分析以切换到第二个小区24。同时，在第二个小区中，业务信道26的无线电传播特性在MS11b处产生一种信号强度，该信号强度大致等于在第二个小区中的BCCH的信号强度。因此，当MS 11b到达所规划的小区边界27时，它被分析以切换到第一个小区23。因此，对于所述两个小区，所述小区边界对进入和外出切换是处于不同的位置。
图3是一个表示本发明方法的典型实施方案的步骤的流程图。参考图1和3，所述方法在步骤31开始，其中，BSS 13指示诸如MS 11a的所有现用MS去测量服务小区12的BCCH的信号强度。在一个实施方案中，通过将BCCH的频率增加到所述MS的邻近小区列表(现用BA-列表)来完成这个指令。这导致MS中的每一个将现用业务信道、邻近BCCH、和所述服务小区BCCH的信号强度测量发送到所述BSS。在步骤32，所述BSS对于一预定义的时段、收集来自所述服务小区中发送测量报告的所有现用MS的信号强度测量。在步骤34，所述信号强度测量的收集持续进行直到该预定义的时段到期。例如，所述预定义的时段可以是几小时、一天、或几天。此后，在步骤34中，BSS指示所有现用MS停止测量所述服务小区BCCH的信号强度。测量的收集随后完成。
在步骤35，BSS 13分析来自小区12中的所有现用MS的收集的测量，并且计算一个对于在给定小区中的每个特定业务信道最佳的唯一的补偿偏移。所述偏移代表在每个特定的业务信道和基于活动业务(live traffic)的服务小区的BCCH之间的无线电传播特性中的差别。例如，所述最佳补偿值可以是所有信号强度差别的平均值的线性函数，该信号强度差别是来自所有的、从由特定业务信道服务的所有现用MS收集的测量报告。在步骤36，BSS 13更新在切换判决中被使用的补偿偏移。所述新的偏移值随后被用于补偿所有未来业务的信号强度差别，以便做出切换判决。
所述补偿偏移值可以被定期更新(即，依据更新计时器的到期)或者依据系统操作者的请求被更新，使得改变的无线电传播特性被适当地考虑。例如，所述补偿偏移值可以每月被更新。在步骤37，确定是否是更新所述补偿偏移值的时间。如果不是，则所述方法继续等待更新计时器到期或者系统操作者请求更新。如果是更新所述补偿偏移值的时间，则所述方法回到步骤31，在该步骤中，重复所述方法来计算一个新的补偿偏移值。
图4是一个根据本发明的系统被修改的MS 11和BSS的简化框图。BSS指示MS测量所述服务小区的BCCH的信号强度。在所表示的实施方案中，在BSS中的一个邻近小区更新单元41通过发射机43发送被更新的BA-列表42到MS，将所述BCCH的频率加到所述MS的邻近小区列表44。所述被更新的BA-列表被一个接收机(RX)45接收，并且所述服务小区BCCH被包括在所述MS中的邻近小区列表44中。信号强度接收机(SSR)46测量在邻近小区列表44中的信道的信号强度，并且发射机(TX)47将现用业务信道、邻近BCCH、和服务小区BCCH的信号强度测量48发送到所述BSS。只要所述MS是处于由所述特定的小区服务的现用模式中，所述MS就可以继续发送所述信号强度测量。
所述BSS通过接收机49接收所述信号强度测量，并且对于由测量计时器51测量的一预定义的时段来将该测量收集在测量数据库50中。当所述测量计时器到期时，一个偏移值计算器52分析被收集的测量，并且计算一个对所述MS的特定业务信道最佳的唯一的补偿偏移值。所述偏移代表所述MS的特定业务信道和基于活动业务的所述服务小区的BCCH之间的无线电传播特性的差别。被计算的补偿偏移值53被发送到切换算法54，在那里所述偏移被用新的值更新。所述新的偏移值随后被用于补偿所有未来的业务的信号强度差别，以便做出切换判决。
如上面指出的，所述补偿偏移值可以定期或者根据系统操作者55的请求被更新，使得改变的无线电传播特性被适当地考虑。如果所述值根据系统操作者的请求被更新，则更新请求56可以被发送到偏移值计算器52。如果所述值定期被更新，则它可以根据更新计时器57到期而被更新。
采用这种解决方法，对于在每个小区内不同信道间的无线电传播差别的补偿偏移值的调谐被自动(定期地)或半自动地(根据请求)进行。在不同信道上的无线电传播中具有较大差别的小区中的小区边界被保持唯一且更被校准到BCCH的信号强度。在切换到一个邻近小区之后，新的服务基站根据请求可以更新所述移动站的邻近小区列表。例如，当所述邻近小区成为新的服务小区时，所述移动站正常地将停止测量所述邻近小区的BCCH的信号强度。根据本发明，在所述切换之后，所述移动站可以被指示去将这个新的服务小区的BCCH包括在所述邻近小区列表上。通常，这将取决于操作者对于将被包括在这种算法中的小区的选择。
如将被本领域的技术人员认识到的，在本申请中被描述的创新的概念可以在各种各样的应用上被修改和改变。因此，所要求专利保护的主题的范围不应被限制在上面讨论的任何特定的典型示教，而应该由所附的权利要求来定义。

Claims (18)

1.一种在蜂窝无线电电信网络中为改进的切换判决而补偿业务信道信号强度测量的方法，所述方法包括步骤：
由基站系统(BSS)接收由在给定小区内操作的移动站所进行的信号强度测量，所述测量包括所述移动站的现用业务信道、来自邻近小区的广播信道、和来自该给定小区的广播信道的信号强度测量；
分析被收集的现用业务信道和该给定小区的广播信道的信号强度测量以便为每个业务信道确定一个补偿偏移因数；以及
利用所述补偿偏移因数为在BSS中的切换算法中被使用的每个业务信道更新补偿偏移。
2.如权利要求1中所述的方法，还包括：在接收所述信号强度测量前，指示在给定小区中的每个移动站测量该给定小区的广播信道的信号强度的步骤。
3.如权利要求2中所述的方法，其中，指示所述移动站测量该给定小区的广播信道的信号强度的步骤包括：指示所述移动站将该给定小区的广播信道加到一个邻近小区列表。
4.如权利要求2中所述的方法，其中，指示所述移动站测量该给定小区的广播信道的信号强度的步骤包括：指示所述移动站测量仅一预定义的时段的该给定小区的广播信道的信号强度并且将该信号强度报告给所述BSS。
5.如权利要求2中所述的方法，其中，指示所述移动站测量该给定小区的广播信道的信号强度的步骤包括：指示所述移动站测量该给定小区的广播信道的信号强度并且将该信号强度报告给所述BSS，直到所述移动站被另外指示。
6.如权利要求1中所述的方法，还包括步骤：
确定是否该补偿偏移中的一个或多个应该被更新；以及
如果所述补偿偏移的至少之一应该被更新，则通过分析在一新的预定义的时段上被收集的该现用业务信道和给定小区的广播信道的信号强度测量，来确定一个被更新的补偿偏移因数。
7.如权利要求6中所述的方法，其中，确定所述补偿偏移是否应该被更新的步骤包括：从一个系统操作者接收一个请求以更新所述补偿偏移。
8.如权利要求6中所述的方法，其中，确定所述补偿偏移是否应该被更新的步骤包括确定一个更新计时器是否已经到期。
9.如权利要求1中所述的方法，还包括步骤：
将所述移动站切换到一个新的服务小区；以及
指示所述移动站测量并且报告来自所述新的服务小区的广播信道的信号强度。
10.如权利要求1中所述的方法，其中，分析该现用业务信道和给定小区的广播信道的被收集信号强度测量以便确定一个补偿偏移因数的步骤包括步骤：
确定在一预定义的时段上所述移动站的现用业务信道和所述给定小区的广播信道的每个信号强度测量之间的差别；以及
根据所有被收集的测量报告来计算所有信号强度差别的平均值。
11.一种在一个蜂窝无线电电信网络中的基站系统(BSS)，该基站系统补偿业务信道信号强度测量以便提供改进的切换判决，所述BSS包括：
一个接收机，它接收由在给定小区内操作的移动站进行的信号强度测量，所述测量包括所述移动站的现用业务信道、来自邻近小区的广播信道、和来自该给定小区的广播信道的信号强度测量；
一个测量数据库，它从所述接收机收集所述信号强度测量；
一个偏移值计算器，它从所述数据库检索所述测量，分析所述现用业务信道和所述给定小区的广播信道的信号强度测量，并且为每个业务信道计算一个补偿偏移因数；以及
一种切换算法，它利用所述补偿偏移因数为每个业务信道更新补偿偏移，并且它利用为每个业务信道更新的补偿偏移来确定何时移动站应该在所述给定小区和所述邻近小区之间被切换。
12.如权利要求13中所述的BSS，还包括用于指示所述移动站测量所述给定小区的广播信道的信号强度的装置。
13.如权利要求12中所述的BSS，其中，用于指示所述移动站测量所述给定小区的广播信道的信号强度的装置包括用于指示所述移动站将所述给定小区的广播信道加到一个邻近小区列表的装置。
14.如权利要求12中所述的BSS，其中，用于指示所述移动站测量所述给定小区的广播信道的信号强度的装置包括用于指示所述移动站测量所述给定小区的广播信道的信号强度直到另外被指示的装置。
15.如权利要求12中所述的BSS，其中，用于指示所述移动站测量所述给定小区的广播信道的信号强度的装置包括用于指示所述移动站测量所述给定小区的广播信道的信号强度达一预定义的时段的装置。
16.如权利要求15中所述的BSS，还包括用于确定是否所述补偿偏移中的一个或多个应该被更新的装置，其中，所述偏移值计算器响应于所述补偿偏移的至少之一应该被更新的确定，通过分析在一新的预定义的时段上被收集的所述现用业务信道和所述给定小区的广播信道的信号强度测量来计算一个被更新的补偿偏移因数。
17.如权利要求16中所述的BSS，其中，用于确定所述补偿偏移值是否应该被更新的装置包括一个更新计时器。
18.如权利要求11中所述的BSS，其中，所述偏移值计算器通过确定在一预定义的时段上所述移动站的现用业务信道和所述给定小区的广播信道的每个信号强度测量之间的差别来确定所述补偿偏移因数，并且根据所有被收集的测量报告来计算所有信号强度差别的平均值。
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