專(zhuān)利名稱(chēng)：移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)中的小區(qū)選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及在移動(dòng)通信系統(tǒng)中為了例如越區(qū)切換而選擇小區(qū)的問(wèn)題，具體地說(shuō)，涉及在由于空中接口模式不同而具有不同能力的小區(qū)中選擇最佳小區(qū)的問(wèn)題。
相關(guān)技術(shù)

圖1畫(huà)出了一個(gè)典型的移動(dòng)系統(tǒng)，它有許多小區(qū)和許多移動(dòng)臺(tái)(“MS”)。這些小區(qū)中的每一個(gè)小區(qū)都有一個(gè)有關(guān)的基站(“BS”)，它負(fù)責(zé)跟小區(qū)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)空中接口中的無(wú)線電通信。對(duì)于給定時(shí)刻的給定MS，一般都有一個(gè)提供服務(wù)的小區(qū)，MS從其中的基站接收信號(hào)，這樣MS就可以通過(guò)提供服務(wù)的這一基站進(jìn)行通信。
現(xiàn)代蜂窩系統(tǒng)的一個(gè)特征是，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在移動(dòng)通信系統(tǒng)里從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，蜂窩系統(tǒng)能夠?qū)⒑艚袕囊粋€(gè)基站切換到另一個(gè)基站。這叫做越區(qū)切換或者切換。在移動(dòng)通信系統(tǒng)里，切換過(guò)程利用移動(dòng)臺(tái)、提供服務(wù)的基站和/或周?chē)镜臏y(cè)量結(jié)果，在切換決策過(guò)程中使用這些測(cè)量結(jié)果。這些測(cè)量可以對(duì)連接質(zhì)量，或者M(jìn)S和基站或者周?chē)幕局g的鏈路進(jìn)行?！版溌焚|(zhì)量”測(cè)量包括例如原始(raw)誤碼率(“BER”)和MS跟它的服務(wù)基站之間或者M(jìn)S和周?chē)幕局g各種鏈路上接收信號(hào)的強(qiáng)度。
例如，在已知為GSM(“全球移動(dòng)通信系統(tǒng)”)的移動(dòng)通信系統(tǒng)里，移動(dòng)臺(tái)監(jiān)視從服務(wù)小區(qū)基站收到的信號(hào)(下行鏈路信號(hào))的鏈路質(zhì)量(例如原始BER估計(jì)和接收信號(hào)的強(qiáng)度)，以及以接收程度表示的鏈路質(zhì)量，也就是服務(wù)小區(qū)的相鄰小區(qū)中基站下行鏈路信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。另外，小區(qū)的基站監(jiān)視它服務(wù)的每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送給它的信號(hào)的質(zhì)量(上行鏈路信號(hào))。
然后，當(dāng)MS/BS的測(cè)量結(jié)果表明目前服務(wù)小區(qū)的鏈路質(zhì)量很低，而且可以從相鄰小區(qū)獲得更好的質(zhì)量，或者一個(gè)相鄰小區(qū)允許以更低的發(fā)射程度通信時(shí)，就進(jìn)行越區(qū)切換。
目前的系統(tǒng)中越區(qū)切換碰到的問(wèn)題概括起來(lái)就是，采取的策略是保持移動(dòng)臺(tái)跟“最好的”小區(qū)連接。目前的系統(tǒng)中選擇“最好的”小區(qū)這個(gè)問(wèn)題跟未來(lái)幾年內(nèi)要開(kāi)發(fā)的新系統(tǒng)比起來(lái)非常簡(jiǎn)單。這些未來(lái)的系統(tǒng)將以不同的無(wú)線電干涉模式為基礎(chǔ)(例如有不同的編碼和調(diào)制方案)。
這些未來(lái)系統(tǒng)中的一個(gè)開(kāi)發(fā)實(shí)例是在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，例如GSM系統(tǒng)中，逐步引入一種調(diào)制和編碼方案。調(diào)制基本上是讓電磁場(chǎng)(例如幅度和頻率)的特性攜帶要發(fā)射的一組規(guī)則和數(shù)據(jù)(這些規(guī)則和數(shù)據(jù)“調(diào)制”發(fā)射的信號(hào))。在目前的GSM情形里，是電磁場(chǎng)的相位在攜帶信息。常常是一方面區(qū)分調(diào)制和解調(diào)，另一方面區(qū)分發(fā)射和接收。第一對(duì)過(guò)程將數(shù)據(jù)變換成一個(gè)低頻率調(diào)制信號(hào)以及反過(guò)來(lái)，第二對(duì)過(guò)程將這一低頻率調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成電磁場(chǎng)以及反過(guò)來(lái)。
在目前的GSM系統(tǒng)里，使用的調(diào)制方法是高斯最小移頻鍵控(“GMSK”)。GMSK在相當(dāng)高的頻譜效率和合理的解調(diào)復(fù)雜性之間折衷。在目前的IS-136里，調(diào)制方案是π/4相移差分四相移頻移鍵控(DQPSK)。
在GSM和D-AMPS這樣的第二代蜂窩系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，人們建議修改調(diào)制方案，以便在相同頻帶中提供更高的比特率。建議了幾個(gè)方案。一個(gè)方案是差分編碼二進(jìn)制連續(xù)相位調(diào)制(“DPCPM”)。這是一組調(diào)制類(lèi)型，它的一個(gè)實(shí)例是π/4 DPCPM，它的優(yōu)點(diǎn)是功率放大器的效率很高。建議的另一個(gè)方案是四進(jìn)制偏移正交幅度調(diào)制(“Q-O-QAM”)，也叫做偏移16QAM。
這些不同調(diào)制方法之間的主要差別是它們?yōu)橛脩籼峁┎煌臄?shù)據(jù)率。這些系統(tǒng)的發(fā)展目的是提高用戶比特率。結(jié)果是這些系統(tǒng)使用不同的調(diào)制方案，常常是在相鄰的小區(qū)中這樣做，以便為不同的用戶提供更多的數(shù)據(jù)率供他們選擇使用。另外，不同的數(shù)據(jù)率常常需要不同的信道編碼方案。還有，幾個(gè)編碼方案可以用于一個(gè)調(diào)制方法。結(jié)果是有許多的編碼和調(diào)制方案提供不同的數(shù)據(jù)率。
目前的切換算法在基站和移動(dòng)臺(tái)之間建立能夠提供最高鏈路質(zhì)量的鏈路。雖然這一基本方案確實(shí)存在許多變化，其中采用了額外的判據(jù)，比方說(shuō)汽車(chē)速度，就象WO 9702716“在多蜂窩通信系統(tǒng)中決定是否進(jìn)行越區(qū)切換的方法”中所介紹的一樣，或者其它小區(qū)中的干擾，就象WO 9528808“越區(qū)切換方法和裝置”所介紹的一樣。然而，現(xiàn)有方法中沒(méi)有一個(gè)方法考慮了在發(fā)展起來(lái)的蜂窩系統(tǒng)中會(huì)存在的這一問(wèn)題，例如在具有不同空中接口模式(例如具有不同的調(diào)制和編碼方案)的小區(qū)里選擇最佳小區(qū)進(jìn)行切換的問(wèn)題。
發(fā)明簡(jiǎn)述總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及在移動(dòng)通信系統(tǒng)中為了例如小區(qū)切換而選擇小區(qū)的問(wèn)題，更具體地說(shuō)，涉及上面討論過(guò)的問(wèn)題。下面綜述本發(fā)明中解決這些問(wèn)題的方法。
如上所述，目前存在一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槟壳暗那袚Q方法在決定切換到哪一個(gè)小區(qū)去的時(shí)候，不考慮具有不同空中接口模式的不同小區(qū)的能力。還應(yīng)當(dāng)指出，在切換的過(guò)程中選擇最佳小區(qū)所碰到的總的問(wèn)題，在需要選擇小區(qū)的其它場(chǎng)合也存在，例如在建立呼叫的時(shí)候，或者當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在空閑模式中連續(xù)選擇小區(qū)的時(shí)候。
在目前的移動(dòng)通信系統(tǒng)里，這一小區(qū)選擇方法不是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槌说湫颓闆r下只使用一個(gè)載波和時(shí)隙以外，目前的系統(tǒng)通常都是只使用一種調(diào)制方案和一種編碼方案。相比而言，提出和開(kāi)發(fā)了新的系統(tǒng)，例如GSM的發(fā)展。在這些發(fā)展起來(lái)的系統(tǒng)中，同時(shí)存在不同的系統(tǒng)和不同的小區(qū)，每一個(gè)都有不同的調(diào)制和/或編碼方案，為不同的用戶提供不同的數(shù)據(jù)率。目前這些發(fā)展起來(lái)的系統(tǒng)中，小區(qū)選擇方法不是以最佳的方式選擇“最好”的小區(qū)進(jìn)行切換。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法，用來(lái)從用戶的觀點(diǎn)，也就是從最佳服務(wù)質(zhì)量(“QoS”)的角度，選擇最佳小區(qū)。最佳QoS可以以例如更高的數(shù)據(jù)/比特率或者吞吐量來(lái)表示。選擇最佳小區(qū)的這一新方法是通過(guò)擴(kuò)展小區(qū)選擇和切換的已知算法，然后采用額外的判據(jù)，這些判據(jù)考慮了移動(dòng)臺(tái)和可能是候選對(duì)象的基站的能力，來(lái)實(shí)現(xiàn)的。最好根據(jù)收到的不同小區(qū)的信號(hào)的強(qiáng)度，或者C/I估計(jì)，它們的不同能力，多時(shí)隙可用度，等等，為不同的候選小區(qū)預(yù)測(cè)可以實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)率(對(duì)于“透明”業(yè)務(wù))或者吞吐量(對(duì)于“不透明”業(yè)務(wù))，選擇預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)率或者吞吐量最高的小區(qū)。
對(duì)于數(shù)據(jù)率和吞吐量的預(yù)測(cè)，應(yīng)當(dāng)考慮空中接口模式對(duì)抗噪聲和干擾的不同程度的魯棒性。對(duì)于內(nèi)在的不透明業(yè)務(wù)，這可以通過(guò)估計(jì)以吞吐量表示的服務(wù)質(zhì)量來(lái)做到。對(duì)于透明業(yè)務(wù)，以比特率和要求的誤比特率來(lái)表示的服務(wù)質(zhì)量，是一個(gè)合適的判據(jù)。這后一種情形中的策略是選擇提供所需要QoS的“最接近的”小區(qū)，例如測(cè)量在廣播信道上接收到的信號(hào)的強(qiáng)度。
通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的小區(qū)選擇擴(kuò)展算法，在某些連接上將以更高的干擾為代價(jià)提高數(shù)據(jù)率或者吞吐量。這樣，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是將負(fù)荷和估計(jì)的干擾程度考慮在內(nèi)。為了讓運(yùn)營(yíng)商只有在對(duì)系統(tǒng)影響很小的時(shí)候才能夠以高數(shù)據(jù)率進(jìn)行這樣的遠(yuǎn)距離連接，這樣做是有用的。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷較低的時(shí)候確實(shí)是這樣。
雖然前面綜述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的方法是根據(jù)權(quán)利要求1和21來(lái)定義的。各種實(shí)施方案在從屬權(quán)利要求2～20和22中進(jìn)一步定義。
雖然本發(fā)明主要是針對(duì)GSM系統(tǒng)環(huán)境討論的，但是本領(lǐng)域里的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明同樣可以用于其它類(lèi)型的系統(tǒng)，比方說(shuō)發(fā)展起來(lái)的IS-136。
附圖簡(jiǎn)述下面將參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，更加詳細(xì)地介紹本發(fā)明，給出這些實(shí)施方案的只是將它們作為實(shí)例，介紹的時(shí)候要參考以下附圖圖1是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)示意圖。
圖2a是圖1所示系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)和切換候選對(duì)象的一個(gè)示意圖。
圖2b是說(shuō)明給定干擾程度的情況下數(shù)據(jù)率和信號(hào)功率相互關(guān)系的一個(gè)圖。
圖3a和3b是說(shuō)明本發(fā)明的方法步驟流程圖。
圖4a和4b是說(shuō)明對(duì)于不透明業(yè)務(wù)本發(fā)明的方法步驟流程圖。
圖5a和5b是說(shuō)明對(duì)于透明業(yè)務(wù)本發(fā)明的方法的驟流程圖。
發(fā)明詳述在圖2a中，可以看到有多個(gè)小區(qū)和有關(guān)的基站的一個(gè)移動(dòng)系統(tǒng)200中的一些鄰近小區(qū)，例如210、220，的視圖。還畫(huà)出了一個(gè)移動(dòng)臺(tái)(“MS”)，當(dāng)然，雖然本發(fā)明不局限于具有這里所說(shuō)明個(gè)數(shù)的小區(qū)的系統(tǒng)。這里的MS正在準(zhǔn)備切換到幾個(gè)可能的候選對(duì)象去。雖然這里的方法是為了專(zhuān)門(mén)說(shuō)明切換程序的，但是本發(fā)明的方法是為了一般的“小區(qū)選擇”，同樣可以用于解決例如在空閑狀態(tài)的移動(dòng)臺(tái)建立呼叫或者選擇小區(qū)的過(guò)程中初始小區(qū)的選擇問(wèn)題。
為了進(jìn)行說(shuō)明，這里給出了兩個(gè)合適的候選對(duì)象，第一個(gè)小區(qū)210或者第二個(gè)小區(qū)220。第一個(gè)小區(qū)210的空中接口215上的通信是由第一基站BS1負(fù)責(zé)的。第二個(gè)小區(qū)220空中接口225上的通信是由第二個(gè)基站BS2負(fù)責(zé)的。
這里假設(shè)MS支持幾個(gè)空中接口模式(例如方案S1、S2和S3)，它們以不同的編碼和調(diào)制方案為基礎(chǔ)。這些方案提供不同的數(shù)據(jù)率。然而，為這些方案中的每一個(gè)方案提供給定鏈路質(zhì)量和干擾程度所需要的信號(hào)功率不同。
如圖2a所示，第一個(gè)基站BS1也支持這三個(gè)空中接口方案S1、S2和S3。而第二個(gè)基站BS2只支持一個(gè)方案S1，提供最低的數(shù)據(jù)率。但是應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，本發(fā)明并不限于有這一特定方案數(shù)的基站。例如，建議的GSM標(biāo)準(zhǔn)打算讓基站支持多達(dá)八個(gè)不同的方案。
下面描述的總的方法將適合于所有情形，例如，如果(1)MS支持S1-3,BS1支持S1-3(如圖2a所示)，或者(2)MS支持S1-2，BS1支持S1-3，或者(3)MS支持S1-3，BS1支持S1-2，或者(4)MS和BS1在所有地方支持S1的目前的標(biāo)準(zhǔn)切換情形。目前的方法同樣適合，而不管MS或者BS支持多少方案?？偟膩?lái)說(shuō)，檢查所有可能的鏈路尋找最高的QoS或者吞吐量，選擇提供最高QoS或者吞吐量的鏈路。
在圖2b里，說(shuō)明了對(duì)于給定干擾(和噪聲)程度要獲得所需誤比特率所需要的信號(hào)功率，跟空中接口提供的數(shù)據(jù)率(包括前向糾錯(cuò))之間的典型關(guān)系?？梢钥闯?，所需要的信號(hào)功率通常都隨著數(shù)據(jù)率的增加而增加。結(jié)果，這些空中接口模式S1、S2和S3能夠提供不同的數(shù)據(jù)率，但是另一方面，對(duì)干擾(和噪聲)具有不同的敏感程度。判斷哪一個(gè)方案將提供最佳的數(shù)據(jù)率的時(shí)候，哪一個(gè)切換選擇最佳的估計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮這一敏感性。再看圖2a，如果我們?cè)谶@里假定從BS2到MS的鏈路225的質(zhì)量比從BS1到MS的要高，那么，小區(qū)選擇和切換的標(biāo)準(zhǔn)算法將導(dǎo)致在MS和BS2之間建立通信連接，盡管可以通過(guò)允許在MS和BS1之間建立通信連接來(lái)提高吞吐量，如果其中的方案可以使用更高的數(shù)據(jù)率。
然而，如果我們假設(shè)MS采用本發(fā)明的小區(qū)選擇算法，我們會(huì)得到一個(gè)不同的結(jié)果。根據(jù)這一新算法，不僅僅為了看誰(shuí)的鏈路質(zhì)量最好而檢查鏈路MS-BS1 215和MS-BS2 225，而是同時(shí)考慮這兩個(gè)基站BS1和BS2以及MS的能力。在這種情況下，以及在前面的情形中，鏈路質(zhì)量可以用一個(gè)或者幾個(gè)度量給出，例如在廣播信道上接收信號(hào)的電平，載波干擾功率比(“C/I”)，原始BER估計(jì)。在這里，跟BS1的連接有可能比跟BS2的連接擁有更高的數(shù)據(jù)率，或者更高的吞吐量。在這種情況下，BS1的小區(qū)210被本發(fā)明的選擇算法選中，它通常是網(wǎng)絡(luò)一側(cè)的一個(gè)控制單元完成的，例如在GSM系統(tǒng)中的基站控制器(“BSC”)中完成的。
這一算法的應(yīng)用隨著提供的服務(wù)是一種“透明的”服務(wù)還是一種“不透明的”服務(wù)而不同。下面依次簡(jiǎn)短解釋這一點(diǎn)。已知對(duì)于給定的噪聲和干擾程度以及給定的信道狀況，提供了糾錯(cuò)的時(shí)候傳輸特性是數(shù)據(jù)吞吐量、傳輸延遲和剩余差錯(cuò)率(the remaining error rate)之間的一個(gè)折衷。在GSM這樣的現(xiàn)代系統(tǒng)里，沒(méi)有一種折衷適合于這里所有的不同服務(wù)類(lèi)型(例如語(yǔ)音和數(shù)據(jù))。超出這些可能性，不管相對(duì)較高的出錯(cuò)率使用一個(gè)較短的延遲在某些情況下更好，然而(例如傳真)為了獲得更好的傳輸質(zhì)量，長(zhǎng)延遲是可以忍受的。
由于這些原因，GSM提供了幾種類(lèi)型的連接。對(duì)于傳輸是“透明的”那些服務(wù)(例如語(yǔ)音)，系統(tǒng)提供一種比特率不變的連接。對(duì)于“不透明的”服務(wù)(例如傳真)，沒(méi)有任何連續(xù)的連接。信息以數(shù)據(jù)報(bào)的形式傳送，出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候可以重新傳輸，導(dǎo)致“有效比特率”更低，用術(shù)語(yǔ)“吞吐量”來(lái)描述。
本發(fā)明將數(shù)據(jù)率和吞吐量的預(yù)測(cè)用在越區(qū)切換判決過(guò)程中。為了做到這一點(diǎn)，考慮了空中接口抗噪聲和干擾不同程度的魯棒性模式。對(duì)于不透明的業(yè)務(wù)，這是通過(guò)估計(jì)吞吐量來(lái)做到的。對(duì)于透明業(yè)務(wù)，例如以比特率和需要的比特率表示的服務(wù)質(zhì)量(“QoS”)是最合適的判據(jù)。也可以為不透明業(yè)務(wù)定義QoS，然后它等于吞吐量。QoS的這一普適定義特別用于本發(fā)明下面的一般性描述中。
在圖3a里，一個(gè)流程圖說(shuō)明了本發(fā)明的算法的一個(gè)實(shí)施方案。這一實(shí)施方案是獨(dú)立于業(yè)務(wù)介紹的，可以用于不透明業(yè)務(wù)，也可以用于透明業(yè)務(wù)。算法中第一步310是通過(guò)監(jiān)視來(lái)判斷候選BS的能力。這些能力包括例如所支持的編碼方案，所支持的調(diào)制方案，多載體能力和多時(shí)隙能力。不斷地進(jìn)行這一判斷，這一判斷通常是在例如基站控制器BSC中完成的。另外，還必須在第一步310里檢查MS的能力。這是因?yàn)镸S不一定需要支持每一個(gè)候選BS可用的所有方案。只有MS支持的BS上的鏈路的能力需要考慮。
算法的第二步是測(cè)量候選BS的鏈路質(zhì)量。鏈路質(zhì)量可以用多個(gè)可能度量中的一個(gè)或者多個(gè)給出，包括，但不限于，(1)在廣播信道BCH上接收信號(hào)的強(qiáng)度，(2)BCH或者業(yè)務(wù)信道上的載波干擾(“C/I”)估計(jì)，和(3)業(yè)務(wù)信道上的原始BER估計(jì)。
這一算法的第三步330是估計(jì)跟每一個(gè)候選基站的每一條可能連接的服務(wù)質(zhì)量(“QoS”)的算法。這一估計(jì)程序可以按照合適的算法進(jìn)行，但這不是本發(fā)明的主題。目的是利用每一個(gè)小區(qū)的可用信息，例如跟小區(qū)能力合并的接收信號(hào)的強(qiáng)度，為每一個(gè)小區(qū)估計(jì)最佳的QoS。
算法的最后一步340是從這一列切換候選對(duì)象中選擇其連接能夠提供最佳QoS的BS。然后對(duì)切換到這一個(gè)小區(qū)，以提供最佳的QoS。
圖3b給出了這最后一步的其它選擇。圖3a中最前面的三個(gè)步驟在圖3b所示的實(shí)施方案里有相應(yīng)的等價(jià)步驟315、325和335。在圖3b里，選擇具有最佳QoS的BS的最后估計(jì)程序345可以另外考慮系統(tǒng)判據(jù)，比方說(shuō)負(fù)荷和干擾程度，就象下面進(jìn)一步描述的一樣。在圖3a所描述的算法中，沒(méi)有明確地使用任何系統(tǒng)判據(jù)。相反，這些值可以由各種鏈路上最佳QoS的估計(jì)在內(nèi)部考慮。然而，應(yīng)當(dāng)指出，負(fù)荷這樣的系統(tǒng)參數(shù)還可以明顯地用于圖3b。
用于圖3b的這些進(jìn)一步的判據(jù)是那些從系統(tǒng)的角度看適合于避免明顯地增大平均斷線概率或者干擾程度的。一個(gè)這種系統(tǒng)判據(jù)可以是候選基站的負(fù)荷。這一信息可以在實(shí)現(xiàn)小區(qū)選擇算法的控制單元，例如BSC，中得到。簡(jiǎn)單的實(shí)施方式是只有BS1上的負(fù)荷低于預(yù)定閾值的時(shí)候才允許連接例如MS-BS1。這可以由所用業(yè)務(wù)信道的百分比來(lái)定義。利用這一額外的判據(jù)，可以避免對(duì)總的干擾的影響。
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可以獨(dú)立地修改這一擴(kuò)展小區(qū)算法的參數(shù)。例如，有可能讓有更高優(yōu)先級(jí)的MS跟其它MS相比，建立高數(shù)據(jù)率連接。這可以通過(guò)針對(duì)允許的負(fù)荷使用不同的閾值選擇提供更高數(shù)據(jù)率的小區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
然而，在干擾的增大更為關(guān)鍵的地方，系統(tǒng)判據(jù)“負(fù)荷”可能不夠，負(fù)荷只是已知的一個(gè)粗略估計(jì)。在這種情況下，通過(guò)選擇具有更高數(shù)據(jù)率的鏈路MS-BS1，小區(qū)選擇的合適系統(tǒng)判據(jù)是干擾增加量的估計(jì)。
另外，判據(jù)顯然可以合并起來(lái)考慮幾個(gè)方面。組合判據(jù)的一個(gè)實(shí)例是單條鏈路上提供的數(shù)據(jù)率跟單個(gè)BS上負(fù)荷的組合。計(jì)算Q=a*(提供的數(shù)據(jù)率)-b*(BS上的負(fù)荷)，其中的a和b是正常數(shù)。這里，將選擇具有最大值Q＞0的基站。
在圖4a里畫(huà)出了一個(gè)流程圖，它說(shuō)明在不透明業(yè)務(wù)的折衷情形下本發(fā)明中算法的一個(gè)實(shí)施方案。算法的第一步是通過(guò)監(jiān)視來(lái)判斷候選BS的能力。這些能力包括，例如，支持的編碼方案、支持的調(diào)制方案、多載波能力和多時(shí)隙能力。這一判斷不斷地進(jìn)行，通常會(huì)在例如基站控制器BSC中進(jìn)行。另外，還必須檢查MS的能力。這是因?yàn)镸S不一定要支持每一個(gè)候選BS上所有可以獲得的方案。只需要考慮MS支持的BS上的鏈路能力。
算法的第二步420是測(cè)量候選BS的鏈路質(zhì)量。鏈路質(zhì)量可以由一個(gè)或者多個(gè)可能的度量來(lái)給出，包括，但不限于，(1)廣播信道BCH上的接收信號(hào)強(qiáng)度，(2)BCH或者業(yè)務(wù)信道的載波干擾(“C/I”)估計(jì)，和(3)業(yè)務(wù)信道的原始BER估計(jì)。
算法的第三步430是估計(jì)所有BS的吞吐量。這可以跟圖3a和3b中的方法比較。就象在圖4a、4b中一樣，提供不透明業(yè)務(wù)時(shí)，圖3a、3b中一般方法的最佳QoS，成為最高的數(shù)據(jù)吞吐量。吞吐量的這一估計(jì)程序可以按照合適的算法來(lái)完成，這不是本發(fā)明的一部分。目的是利用每一小區(qū)的可用信息，例如接收信號(hào)的強(qiáng)度和小區(qū)能力，來(lái)估計(jì)每一小區(qū)的最大吞吐量。
這一算法最后的步驟440是在候選切換對(duì)象中選擇跟它的連接能夠提供最大吞吐量的BS。然后，切換到提供最大吞吐量的小區(qū)。
圖4b給出了這一最后步驟的可選擴(kuò)展。圖4a中的前三個(gè)步驟410、420和430在圖4b所示的實(shí)施方案中有對(duì)應(yīng)的步驟415、425和435。在圖4b里，選擇具有最佳QoS的BS的最后的選擇步驟可以另外將負(fù)荷和干擾程度這樣的系統(tǒng)判據(jù)考慮在內(nèi)，就象前面參考圖3b進(jìn)一步介紹過(guò)的一樣。在圖4a描述的算法里，沒(méi)有明顯地采用任何系統(tǒng)判據(jù)。相反，可以通過(guò)估計(jì)各種鏈路能夠達(dá)到的吞吐量將這些值考慮在內(nèi)。然而應(yīng)當(dāng)指出，也可以象圖4b里一樣明顯地使用負(fù)荷這樣的系統(tǒng)參數(shù)。
圖5a給出了一個(gè)流程圖，它說(shuō)明在透明服務(wù)情形下本發(fā)明的算法的一個(gè)實(shí)施方案。算法中的第一步510是通過(guò)監(jiān)視來(lái)判斷候選BS的能力。這些能力包括例如所支持的編碼方案、所支持的調(diào)制方案、多載波能力和多時(shí)隙能力。這一判斷連續(xù)地進(jìn)行，一般都是在例如基站控制器BSC中進(jìn)行。另外，還必須檢查MS的能力。這是因?yàn)镸S不一定要支持每一個(gè)候選BS可以獲得的所有方案。只有MS支持的BS上鏈路的能力需要考慮。
算法的第二步520是測(cè)量候選BS的鏈路質(zhì)量，就象前面討論的一樣。鏈路質(zhì)量可以由一個(gè)或者多個(gè)可能的度量給出，包括，但不限于，(1)在廣播信道BCH上收到的信號(hào)強(qiáng)度，(2)BCH或者業(yè)務(wù)信道上的載波干擾(“C/I”)估計(jì)，和(3)業(yè)務(wù)信道上的原始BER估計(jì)。載波干擾比，C/I，提供鏈路質(zhì)量的更好估計(jì)。
圖5a中算法的第三步530說(shuō)明了本發(fā)明用于透明業(yè)務(wù)跟圖3a、3b中一般方法，以及圖4a和4B中的不透明業(yè)務(wù)，之間的差別。算法的第三步是用所有候選BS的比特率和需要的誤比特率估計(jì)業(yè)務(wù)質(zhì)量(“QoS”)。然后預(yù)先選擇這些為被請(qǐng)求的業(yè)務(wù)提供足夠的QoS的BS。
在利用固定的源速率的透明服務(wù)情形里，高QoS等價(jià)于數(shù)據(jù)率足夠高的時(shí)候的低BER，如圖5a、5b所示。在利用自適應(yīng)源速率的透明業(yè)務(wù)情形中，其它實(shí)施方案將高QoS看成等價(jià)于具有高數(shù)據(jù)率的足夠的BER。在語(yǔ)音業(yè)務(wù)實(shí)施方案里，高QoS將被看成等價(jià)于高語(yǔ)音質(zhì)量。這將用于使用幾個(gè)語(yǔ)音編解碼器的情形中，在GSM里這是具有自適應(yīng)多速率(“AMR”)的情形。
算法的最后一步540是從候選BS中選擇具有最大鏈路質(zhì)量的那一個(gè)BS，例如通過(guò)測(cè)量接收到的BCH信號(hào)的強(qiáng)度，從提供足夠QoS的那些BS中選擇，如圖5a所示。然后切換到提供足夠QoS的那一個(gè)小區(qū)。
圖5b給出了這最后一步的一個(gè)可選擴(kuò)展。圖4a中的前三個(gè)步驟510、520和530在圖5b所示的實(shí)施方案里有對(duì)應(yīng)的等價(jià)步驟515、525和535。在圖5b里，選擇具有足夠QoS的BS的最后的選擇步驟545可以進(jìn)一步將負(fù)荷和干擾程度這樣的系統(tǒng)判據(jù)考慮進(jìn)去，就象前面參考圖3b所做的介紹一樣。實(shí)際上，圖5b中算法的最后步驟545包括同時(shí)檢查哪一個(gè)BS滿足兩個(gè)先決條件 最高鏈路質(zhì)量和使用的系統(tǒng)判據(jù)。
上面介紹的實(shí)施方案只是用于說(shuō)明，而不是限制。對(duì)于本領(lǐng)域里的普通技術(shù)人員而言，顯然可以偏離上述實(shí)施方案而不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本發(fā)明僅限于所介紹的實(shí)例，而是應(yīng)當(dāng)認(rèn)為跟以下權(quán)利要求的范圍一樣。
權(quán)利要求
1．蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)里選擇小區(qū)的一種方法，該系統(tǒng)有多個(gè)小區(qū)，每一個(gè)小區(qū)都有至少一個(gè)基站，還有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)跟所述移動(dòng)系統(tǒng)通信，利用這至少一個(gè)基站和移動(dòng)臺(tái)支持的空中接口方案，通過(guò)空中接口鏈路連接到所述至少一個(gè)基站中的一個(gè)基站，包括以下步驟測(cè)量所述移動(dòng)臺(tái)和基站之間的鏈路質(zhì)量；所述方法的特征在于還包括以下步驟確定所述基站和移動(dòng)臺(tái)的通信能力；為所述移動(dòng)臺(tái)和基站之間每一條可能的鏈路估計(jì)服務(wù)質(zhì)量值；和選擇其基站具有最高服務(wù)質(zhì)量估計(jì)的小區(qū)。
2．權(quán)利要求1的方法，其特征還在于每一個(gè)空中接口方案都是基于不同編碼方案和調(diào)制方案的。
3．權(quán)利要求1或2的方法，其特征還在于所述基站和移動(dòng)臺(tái)的通信能力是以所述空中接口方案的能力來(lái)度量的。
4．權(quán)利要求1或2的方法，其特征還在于所述基站和移動(dòng)臺(tái)的能力是用到所述基站的鏈路上多時(shí)隙可用度度量的。
5．權(quán)利要求1或2的方法，其特征還在于所述基站和移動(dòng)臺(tái)的能力是用到所述基站的鏈路上多載波可用度度量的。
6．權(quán)利要求1～5的方法，其特征還在于所述最高服務(wù)質(zhì)量等價(jià)于所述鏈路上最高的數(shù)據(jù)吞吐量。
7．權(quán)利要求1～5的方法，其特征還在于所述最高服務(wù)質(zhì)量等價(jià)于最低誤比特率和足夠數(shù)據(jù)率的組合。
8．權(quán)利要求1～5的方法，其特征還在于所述最高服務(wù)質(zhì)量等價(jià)于足夠的誤比特率和最高的數(shù)據(jù)率的組合。
9．權(quán)利要求1～5的方法，其特征還在于最高服務(wù)質(zhì)量等價(jià)于最高語(yǔ)音質(zhì)量。
10．以上權(quán)利要求的方法，其中的方法還包括以下步驟用給定系統(tǒng)判據(jù)進(jìn)行測(cè)試。
11．權(quán)利要求10的方法，其特征還在于所述系統(tǒng)判據(jù)是負(fù)荷是否低于給定閾值。
12．權(quán)利要求10的方法，其特征還在于所述系統(tǒng)判據(jù)是干擾程度的增加是否低于給定閾值。
13．權(quán)利要求10的方法，其特征還在于所述系統(tǒng)判據(jù)是，在負(fù)荷、干擾程度和需要的數(shù)據(jù)率的組合的基礎(chǔ)之上，測(cè)試系統(tǒng)判據(jù)是否低于給定閾值。
14．以上權(quán)利要求的方法，其特征還在于所述移動(dòng)臺(tái)正在從第一個(gè)基站訪問(wèn)所述移動(dòng)系統(tǒng)，所述小區(qū)選擇的目的是從所述移動(dòng)臺(tái)切換到第二個(gè)基站。
15．權(quán)利要求1～13的方法，其特征還在于所述移動(dòng)臺(tái)正在準(zhǔn)備訪問(wèn)所述移動(dòng)系統(tǒng)，所述小區(qū)選擇的目的是選擇通過(guò)它能夠訪問(wèn)所述系統(tǒng)的最佳小區(qū)。
16．權(quán)利要求1～13的方法，其特征還在于所述小區(qū)選擇是在所述移動(dòng)臺(tái)處于空閑模式的情況下進(jìn)行的。
17．以上權(quán)利要求的方法，其特征還在于所述移動(dòng)臺(tái)和基站都支持相等數(shù)量的空中接口方案。
18．權(quán)利要求1～16的方法，其特征還在于所述移動(dòng)臺(tái)和至少一個(gè)基站支持相等數(shù)量的空中接口方案，至少一個(gè)基站支持的空中接口方案比移動(dòng)臺(tái)支持的更少。
19．權(quán)利要求1～16的方法，其特征還在于所述移動(dòng)臺(tái)和至少一個(gè)基站支持相等數(shù)量的空中接口方案，至少一個(gè)基站支持的空中接口方案比所述移動(dòng)臺(tái)多。
20．權(quán)利要求1～16的方法，其特征還在于所述移動(dòng)臺(tái)、至少一個(gè)基站和第二個(gè)基站中的每一個(gè)都支持不同數(shù)量的空中接口方案。
21．在蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)里選擇小區(qū)的一種系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)有多個(gè)小區(qū)，每一個(gè)小區(qū)都有至少一個(gè)基站，還有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)跟所述移動(dòng)系統(tǒng)通信，通過(guò)連接到所述至少一個(gè)基站中一個(gè)基站的空中接口鏈路，包括測(cè)量所述MS和基站之間鏈路質(zhì)量的裝置；其特征還在于所述移動(dòng)臺(tái)和基站支持至少一個(gè)空中接口方案；確定所述基站和移動(dòng)臺(tái)的能力的裝置；為所述移動(dòng)臺(tái)和基站之間的每一條可能鏈路估計(jì)服務(wù)質(zhì)量的裝置；和選擇其基站具有最高服務(wù)質(zhì)量估計(jì)的小區(qū)的裝置。
22．權(quán)利要求21的小區(qū)選擇系統(tǒng)，其特征還在于用給定系統(tǒng)判據(jù)進(jìn)行測(cè)試的裝置。
全文摘要
總的來(lái)說(shuō),本發(fā)明涉及在移動(dòng)通信系統(tǒng)中為了例如進(jìn)行小區(qū)切換而選擇小區(qū)的問(wèn)題,更具體地說(shuō)涉及在由于空中接口模式不同而具有不同能力的小區(qū)中選擇最佳小區(qū)的問(wèn)題。通過(guò)使用額外的判據(jù),將移動(dòng)臺(tái)和可能是候選對(duì)象的基站由于調(diào)制和編碼方案不同而導(dǎo)致的不同能力考慮進(jìn)去,小區(qū)選擇和切換的已知算法得到了擴(kuò)展。在信號(hào)強(qiáng)度或者C/I、不同的小區(qū)能力、多時(shí)隙能力等等的基礎(chǔ)之上,為不同的候選小區(qū)預(yù)測(cè)服務(wù)質(zhì)量(“QoS”)。然后選擇預(yù)測(cè)QoS最大的小區(qū)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案里,通過(guò)進(jìn)一步考慮進(jìn)從系統(tǒng)的角度看適合例如避免明顯地增加斷線概率或者干擾程度的判據(jù),本發(fā)明得到了擴(kuò)展。本發(fā)明更多地使用基站支持高數(shù)據(jù)率。結(jié)果是總的系統(tǒng)吞吐量得到了提高。
文檔編號(hào)H04W36/30GK1304624SQ9980692
公開(kāi)日2001年7月18日 申請(qǐng)日期1999年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月1日
發(fā)明者H·G·奧洛夫松, P·施拉姆, F·米勒 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司