專利名稱：輔助移動物切換技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切換技術(shù)，它用于移動蜂窩通信系統(tǒng)，特別是用于這樣的系統(tǒng)的輔助移動物切換技術(shù)。
通過蜂窩通信系統(tǒng)漫游的移動單元從服務(wù)的基站移動到較近或較遠時，它產(chǎn)生一定的通信質(zhì)量變化。切換過程，移動物切換到可以更好地為其服務(wù)的另一個基站整個過程分為三個階段“觸發(fā)”、確定通信質(zhì)量已經(jīng)變得足以考慮切換；“選擇”，進行替換基站的測量；“決策”，決定移動物從當(dāng)前服務(wù)基站切換到最可利用的替換基站。
在早期的蜂窩系統(tǒng)中，由系統(tǒng)的基站執(zhí)行所有的切換階段。特別是，服務(wù)和可能替換的基站測量與移動物的通信質(zhì)量。這明顯地為網(wǎng)絡(luò)添加了負荷，這種負荷隨著處理的移動物數(shù)量的增加也必然會增加。數(shù)字時分復(fù)用訪問(TDMA)的蜂窩系統(tǒng)的發(fā)展更進一步加大了網(wǎng)絡(luò)的處理負荷。在一個模擬的蜂窩系統(tǒng)的AMPS中，基站必須調(diào)制到移動物發(fā)送的頻率上，并且測量通信質(zhì)量-特定的接收信號強度(RSS)。在如TDMA的數(shù)字系統(tǒng)中，基站同樣需要近似地調(diào)到移動站的發(fā)送頻率上，另外，還需找到并完成與移動物正在使用的特定時隙的同步，然后，測量通信質(zhì)量-特定的RSS或比特誤差率(BER)。
輔助移動物切換技術(shù)通過利用由移動站測量來評估潛在的替換基站，減少必須實施網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的數(shù)量。
國際專利申請WO93/12623A，描述了采用功率預(yù)測值的輔助移動站交接算法。
根據(jù)傳統(tǒng)的輔助移動物切換技術(shù)，當(dāng)一個移動物開始在TDMA語音信道上與基站通信時，移動物開始當(dāng)前指向的語音信道和周圍蜂窩的控制信道一樣的信號強度測量。這個移動物平衡大量的最近期的測量，并且每秒把這個平均RSSI測量報告給服務(wù)基站。當(dāng)指向語音信道的平均RSSI降到某一門限值之下并且移動站報告至有一個鄰近蜂窩的控制信道具有可采納的RSSI時，將產(chǎn)生一個觸發(fā)切換。從移動物報告的最佳候選基站中選出一個目標基站。請求每個最佳候選基站利用它們的定位接收器測量到移動物的通信質(zhì)量。這個基站選中具有一個可用的語音信道提供最佳測量，基站做切換嘗試。這樣帶來了一個優(yōu)點僅有少的基站設(shè)備需要測量這樣的移動物，這些基站被移動物認為能提供最佳信號。
但是，如果候選基站或服務(wù)基站的任意一個不具有定位接收器，那么由移動站測量的原始信號強度直接用來確定用于切換的目標蜂窩基站。
剛才描述的技術(shù)存在著許多缺點。首先，既使有限地使用測量的數(shù)字定位接收器，移動物對基站和支持信號網(wǎng)有大量的監(jiān)控要求。第二，如果定位接收器不可用或不打算使用它們，那么就使用鄰近控制信道的移動信號測量。這些測量并不解決許多重要的問題，特別是在控制和語音信道的功率與在做測量時刻的基站傳送的功率之間的區(qū)分。
相應(yīng)地，需要減少網(wǎng)絡(luò)在切換時必須執(zhí)行的監(jiān)控量，并且需要使移動物做出基于哪個切換移動物的更可靠的測量。
在傳統(tǒng)的輔助移動物切換系統(tǒng)中還存在著另一問題，基站和移動物都可以開始“觸發(fā)”過程。這個基站進行它自己的調(diào)用量測量并響應(yīng)這些測量觸發(fā)切換。在這種情況下，在蜂窩站A由基站觸發(fā)的一個切換可能確定蜂窩站13最適于移動物，而在蜂窩B中由移動物觸發(fā)的切換可能確定蜂窩端A是最佳的。這可能導(dǎo)致給移動物和基站間“乒乓”效應(yīng)。這些增加了系統(tǒng)的不必要處理負荷，降低了整個呼叫質(zhì)量。
本發(fā)明的一個目的就是提供一個減少或克服這些缺點的改進切換技術(shù)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個改進的移動蜂窩通信系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，這里提供了在移動蜂窩語通信系統(tǒng)中估算移動物切換的方法，這個系統(tǒng)包括與服務(wù)基站通信的移動物，還有許多傳送信號的鄰近基站。其中，這個方法包括以下幾步由移動物測量從鄰近基站接收的信號產(chǎn)生移動信號測量值。
把移動信號測量值報告給服務(wù)基站。
調(diào)整至少一部分報告的移動信號測量值，以預(yù)測鄰近基站應(yīng)該知道從移動物接收信號的測量值，產(chǎn)生預(yù)測信號測量值。
比較至少包括預(yù)測信號測量值的一個測量值集，以便為可能的切換選擇最優(yōu)的鄰近基站。
圖的簡要描述本發(fā)明還進一步參考附圖描述

圖1以圖解形式，表示了根據(jù)本發(fā)明的蜂窩移動通信系統(tǒng)中的輔助移動站切換的概念。
圖2所示的是在移動物功率類和它可以完成的最大移動物功率電平之間關(guān)系表。
圖3說明用于發(fā)明中的變量之一的計算表。
優(yōu)選的實施例的描述參照圖1，這里表示了一個移動物1在一個前向語音信道(VCH)上，從一個服務(wù)基站BS1接收信號。移動物1也在鄰近蜂窩中的鄰近基站BS2、BS3的控制信道(CCH)上接收信號。雖然所示的二個鄰近基站是一個例子，而通常情況也可以是更多個。這個移動物測量前向語音信道上的通信質(zhì)量和鄰近基站的控制信道的質(zhì)量。在TDMA系統(tǒng)中，當(dāng)移動物無需與服務(wù)基站發(fā)送或接收時，移動物通過在時隙期間調(diào)整它們的信道，可以監(jiān)控鄰近基站。平均許多測量值以補償如由移動物的衰耗或瞬間阻塞引起的任何不規(guī)則波動。移動物把這些平均測量2發(fā)送給服務(wù)基站BS1。至此，這些與傳統(tǒng)的輔助移動物切換方法相同。
當(dāng)就控制信道描述發(fā)明時，這些也可以是定向信道，即，僅連續(xù)地發(fā)送，允許移動物做這樣測量的信道。
按照本發(fā)明的一個實施例，基站監(jiān)視移動物到基站(上行鏈路)的路徑的質(zhì)量，并且當(dāng)這個質(zhì)量變到足以證明它可用時，啟動切換的觸發(fā)。
在這個基站上，由移動物使用鄰近基站的控制信道3、4做信號質(zhì)量測量，被用于預(yù)測鄰近蜂窩站從移動物接收的電平，如果它是在該蜂窩站的一個語音信道上。實際上，如果一個蜂窩站裝配有一個定位接收器，并做移動物的語音信道的測量，則預(yù)測它接收的電平，并等效于圖1中信號5、6的測量。信號質(zhì)量可以依據(jù)接收的信號強度方便地測量，以便移動物報告一個典型地用，可計算或比較的通用單位db或dbm表達的接收信號強度指示(RSSI)。
在轉(zhuǎn)換移動物的原始RSSI測量中，預(yù)測目標基站的語音信道作為移動物的RSSI報告的電平時，必須要考慮許多因素。這些包括(a)從基站到下行鏈路的功率，(b)下行鏈路獲取因素，(c)天線桿高度，(d)語音和控制信道有效發(fā)射功率(ERP)的差別，(e)語音信道通話與間隙電平間的差別。
正如移動物所示，項(a)、(b)、(c)和(d)都會影響基站的總有有效發(fā)射功率。
當(dāng)移動物測量鄰近基站控制信道的強度時，因為這是在切換時移動物將要使用的主信道，語音信道的強度是很重要的。因此，必須考慮語音和控制信道的ERP上的不同，可以隨基站的不同而變化。一個語音/控制信道ERP顯著變化的情況，每個蜂窩是扇形的，以便使基站在每個蜂窩扇區(qū)具有一個全向控制信道和定向的語音信道。顯然，僅進行全向控制信道測量的移動物不能適當(dāng)?shù)毓烙嬕袚Q到潛在有效扇區(qū)。
最后的因素是通話/通話間隙，在由基站接收移動物電平(通話)和由移動物接收基站電平(通話間隙)時，一個基站的電平間的不平衡產(chǎn)生的。這通常是由于基站和移動物間接收路徑獲取ERP的差別的結(jié)果，移動物中的差異缺陷以及其他因素造成的。
調(diào)整移動物報告RSSI測量，預(yù)測目標蜂窩接收電平的一個優(yōu)選方法如下〔注計算假定已適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換成了功率，如dBm(絕對測量)或dB(相對測量)的通常測量〕。
i)轉(zhuǎn)換目標蜂窩控制信道的一個移動物報告的RSSI到預(yù)測語音信道的一個移動物報告RSSI。
預(yù)測的VCH的移動RX＝CCH的移動物報告RSSI+(VCHERP-CCHERP)ii)當(dāng)由在一個語音信道上的目標蜂窩站接收時，通過補償通話/通話間隙的差別，預(yù)測移動物的原始電平預(yù)測的VCH的原始BS RX＝預(yù)測VCH的移動物RX+VCHTTTO。
iii)在語音信道上由目標蜂窩接收時，通過對移動物可以操作的最大功率電平補償，調(diào)整移動物的預(yù)測電平調(diào)整預(yù)測的VCH的BS RX＝預(yù)測的VCH的原始BS RX-(PLDIFF*4)，其中VCHERP＝目標蜂窩站的語音、信道的有效發(fā)射功率(以dBm為單位)。
CCHERP＝目標蜂窩站的控制信道的有效發(fā)射功率(以dBm為單位)。
VCHTITO＝用于類型1的移動物在VCH通話和通話間隙電平之間以dB為單位的差值。
PLDIFF＝當(dāng)移動物不能達到VMAX時，在移動物的最大功率電平(MMP)和允許在目標蜂窩站中使用的最大功率電平(VMAX)之間差值＝〔0或(MMP-VMAX)〕的最大值。
步驟(iii)的目的是補償移動物可能不能完成目標蜂窩站中允許的最大功率。結(jié)果，對目標蜂窩站的預(yù)測信號強度必須減少到由移動物降到允許功率的最大值之下的數(shù)量。在移動物功率電平的簡潔描述之后，這里將給出更好的解釋。
移動物在它們可以達到的最大RF功率電平中改變；例如，一個手持移動物不能達到與車載基礎(chǔ)單元一樣高的RF的功率輸出。移動物具有定義它們的最大RF的功率輸出的一個功率類等級，這個等級范圍從1(對最大功率)到4(最小功率)。移動物的功率等級可以等于移動物可以達到的最大移動物功率。數(shù)字移動物的功率電平范圍從0到10，但是它們的最大功率輸出(MMP)范圍僅從0到2，如圖2中的定義。MMP中一步變化在移動物的RSSI中產(chǎn)生個4dB變化。
現(xiàn)在，如果在蜂窩站中允許的最大功率電平比移動物可以達到的最大功率小(例如，VMAX值比MMP大)，那么，可以防止移動物達到它的最大功率，經(jīng)常用來減少高密度RF環(huán)境中的干擾。相反地，如果蜂窩站中允許的最大功率比移動物的最大功率大時(如，VMAX的值比MMP小時)，那么移動物不可能達到蜂窩中允許最大的功率電平。因為用在這個方法中的參數(shù)假定一個以蜂窩站允許的最大功率(VMAX)操作的類型1的移動物(如最大功率移動物)。調(diào)整測量電平的計算，以4為單位增加在VMAX與MMP之間的差別，轉(zhuǎn)換成dB。
圖3說明了用于VMAX和MMP值范圍的調(diào)整PLDIFF的計算。簡單地說，調(diào)整值PDIFF是值(MMP-VMAX)或零中較大的那一個。
上面所用的每個參數(shù)集合對每個基站是不同的。為了調(diào)整從移動物接收的測量，對應(yīng)這些調(diào)整參數(shù)值的表需要維護。在一個基站中，可以方便地處理一個表，以便每個基站根據(jù)每個移動物可以報告測量的鄰近蜂窩站的處理一個參數(shù)表。在圖中，BS1需要基站BS2、BS3的參數(shù)。當(dāng)需要參數(shù)時，可以交替地進行維護和存取一個中央表。對于上面描述的算法，需要的參數(shù)是VCHERP、CCHERP、VCHTITO和VMAX。
在決定哪個蜂窩基站切換到移動物時，采用一個可用信道切換到最佳替換的基站的移動物，可以使用一個調(diào)整移動物測量的一個完全集合。以一個替換順序，比較調(diào)整移動物測量和定位接收器的測量的一個結(jié)合集合，以便使具有定位接收器的基站做移動物的測量，那些不具有定位接收器的基站具有根據(jù)本發(fā)明方法調(diào)整的它們對應(yīng)的移動物報告測量。
對于那些具有定位接收器的基站，可能既要利用定位接收器測量移動物，也要通過調(diào)整這個移動物報告測量來預(yù)測一個測量。這里具有許多特別重要的優(yōu)點，可以通過比較預(yù)測和實際測量，檢測預(yù)測的正確性，并可以調(diào)整參數(shù)確定進一步的測量，使得預(yù)測測量更精確。
權(quán)利要求
1.一種在移動蜂窩通信系統(tǒng)中的估算移動物切換的方法，該系統(tǒng)包括一個與基站通信的移動物，這里還有許多發(fā)送信號的鄰近基站，其中，該方法包括以下步驟由移動物測量從鄰近基站接收的信號，供給移動信號測量值；把移動信號測量值報告給服務(wù)基站；調(diào)整至少一些報告的移動信號測量值，以預(yù)測鄰近基站應(yīng)了解從移動物接收信號的測量值，產(chǎn)生預(yù)測信號測量值；比較至少包括預(yù)測信號測量值的一個測量值集合，以選擇一個用于可能切換的優(yōu)選的鄰近基站。
2.權(quán)利要求1所要求的估計切換的方法，其中比較步驟包括比較一個包括有預(yù)測信號測量值和由鄰近基站實測信號測量值的一個測量值集合。
3.權(quán)利要求1所要求的估計切換的方法，其中，由移動物測量從鄰近基站接收的信號的步驟包括測量從鄰近基站接收的控制信道。
4.在權(quán)利要求3所要求的估算切換的方法，其中，調(diào)整報告的移勸信號測量值的步驟包括一個把從鄰近基站接收的控制信道的報告移動信號測量值轉(zhuǎn)換成從鄰近基站接收語音信道的預(yù)測信號測量值。
5.在權(quán)利要求4所要求的估算切換的方法，其中，把從鄰近基站接收的控制信道測量值轉(zhuǎn)換成語音信道的預(yù)測信號測量值的步驟包括增加一個因素，用于補償語音和控制信道的有效發(fā)射功率(ERP)的差別。
6.在權(quán)利要求4所要求的估算切換的方法，其中，調(diào)整報告移動信號測量值的步驟還包括一個補償步驟，用于在移動物和鄰近基站之間信號的通話/通話間隙差別的補償。
7.在權(quán)利要求6所要求的估算切換的方法，其中，調(diào)整報告移動信號測量值的步驟還包括一個補償步驟，用于在鄰近基站上移動物可操作的最大功率電平補償。
8.一種在移動蜂窩通信系統(tǒng)中執(zhí)行移動切換的方法，該系統(tǒng)包括一個與服務(wù)基站通信的移動物，這里還有許多發(fā)送信號的鄰近基站，其中，這個方法包括以下步驟監(jiān)控與移動物的通信質(zhì)量；由移動物測量從鄰近基站接收的信號，提供移動物信號測量值；把移動物信號測量值報告給服務(wù)基站；調(diào)整至少一些報告移動物信號測量值，以預(yù)測鄰近基站了解的從移動物接收的信號的信號測量值，產(chǎn)生預(yù)測信號測量值；根據(jù)與移動物通信質(zhì)量的變化，比較至少包括預(yù)測信號測量值的一個測量值集合，以選擇與最佳信號測量值對應(yīng)的最佳鄰近基站；切換這個移動物到最佳基站。
9.在權(quán)利要求8所要求的執(zhí)行切換方法，其中，當(dāng)移動物通信質(zhì)量變化時，那些具有定位接收器的鄰近基站須做實際信號測量值并報告給它們。
10.在權(quán)利要求9所要求的執(zhí)行切換方法，其中，比較信號測量值的步驟包括，比較一個包括預(yù)測信號測量值和由鄰近基站報告的實際信號測量值的一個測量值集合。
11.在權(quán)利要求8所要求的執(zhí)行切換的方法，其中，由服務(wù)基站監(jiān)視與移動物的通信質(zhì)量的步驟包括服務(wù)基站做移動物的信號測量值，并與一個門限值比較這些測量值。
12.一種移動蜂窩通信系統(tǒng)，包括一個與服務(wù)基站通信的移動物，還有許多發(fā)送信號的鄰近基站，其中移動物包括測量從基站接收的信號的測量裝置，把信號測量值報告給服務(wù)基站的報告裝置，這個網(wǎng)絡(luò)還包括計算裝置，它從移動物報告的信號測量值，預(yù)測鄰近基站已知的從移動接收的信號的信號測量值，給出預(yù)測的信號測量值；比較裝置，它比較至少包括預(yù)測信號測量值的一個測量值集合，并且選擇最佳信號測量值對應(yīng)的最優(yōu)基站。
13.在權(quán)利要求12所要求的移動蜂窩通信系統(tǒng)，其中，這個網(wǎng)絡(luò)包括切換移動物到最優(yōu)基站的裝置。
14.在權(quán)利要求12所要求的移動蜂窩通信系統(tǒng)，其中，一些基站裝備有一個定位接收器，用來測量從移動物接收的信號。
全文摘要
一種用于蜂窩移動通信系統(tǒng)的輔助移動物切換技術(shù)。一個移動物測量鄰近基站并把測量值報告給服務(wù)基站。調(diào)整這個測量值以預(yù)測信號測量使鄰近基站知道這個移動物。這些由具有定位接收器的那些基站做的調(diào)整測量的一個全集或調(diào)整測量和真實測量的組合集可以用來確定切換到移動物的最佳基站。
文檔編號H04W36/30GK1175343SQ95197703
公開日1998年3月4日 申請日期1995年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月23日
發(fā)明者保爾·索羅門·米徹, 多納爾德·文森特·漢利, 拉里·迪恩·克里斯曼, 邁克爾·約漢·邁卡希 申請人:北方電訊有限公司