專(zhuān)利名稱(chēng)：在無(wú)線電通信系統(tǒng)中過(guò)區(qū)切換的動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整的方法和系統(tǒng)的制作方法
背景本發(fā)明通常涉及無(wú)線電通信的方法和系統(tǒng)，特別地涉及其中連接可以從一個(gè)信道或者基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)信道或者基站的這樣的系統(tǒng)。
在美國(guó)以及世界其它的國(guó)家蜂窩電話工業(yè)在商用的運(yùn)行中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)異常的進(jìn)步。主要的大都市區(qū)域的發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期的并且迅速地追過(guò)系統(tǒng)容量。如果這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)，這個(gè)工業(yè)發(fā)展的影響很快到達(dá)，即使最小的市場(chǎng)。要求創(chuàng)新的解決方案滿足這些增加的容量需要以及保持高質(zhì)量服務(wù)和避免價(jià)格上升。
在蜂窩系統(tǒng)中，由于移動(dòng)站改變它的位置并且移動(dòng)出一個(gè)基站的覆蓋區(qū)到另一個(gè)基站的覆蓋區(qū)，典型地提供例如在移動(dòng)站和基站到另一個(gè)基站之間連接的轉(zhuǎn)移處理的能力。這類(lèi)過(guò)區(qū)切換通常稱(chēng)為“小區(qū)間”過(guò)區(qū)切換，因?yàn)榕c基站相關(guān)的覆蓋區(qū)通常稱(chēng)為“小區(qū)”。取決于當(dāng)前信道的質(zhì)量，還可能希望從該基站的一個(gè)信道轉(zhuǎn)移連接到由同一個(gè)基站支持的另一個(gè)信道，這個(gè)過(guò)區(qū)切換通常稱(chēng)為“小區(qū)內(nèi)”過(guò)區(qū)切換。
所謂的“硬”過(guò)區(qū)切換是指在從原始的服務(wù)基站接收的傳輸和從新的目標(biāo)基站接收的傳輸之間沒(méi)有顯著的重疊所執(zhí)行的過(guò)區(qū)切換。如

圖1(a)中所示的，在硬過(guò)區(qū)切換期間，移動(dòng)站(MS)典型地第一中斷到它的原始的基站(BTS 1)的連接，然后建立到它的新的基站(BTS2)的連接。
作為對(duì)比，軟“過(guò)區(qū)切換”是指在一些時(shí)間期間移動(dòng)站基本上從兩個(gè)(或者多個(gè))傳輸信源接收相同的信息的過(guò)區(qū)切換。示例的軟過(guò)區(qū)切換情況示出圖1(b)中。其中在起始軟過(guò)區(qū)切換之前，MS連接到BTS 1.在軟過(guò)區(qū)切換期間，MS建立到BTS 2的連接而不撤消到BTS1的連接。同時(shí)地與一個(gè)特定的移動(dòng)站通信的每個(gè)基站可以稱(chēng)為移動(dòng)站的“有效組”的成員。在建立到BTS 2連接之后一段時(shí)間，釋放到BTS 1的連接，這是軟過(guò)區(qū)切換過(guò)程的終止。從BTS 1和BTS 2的重疊傳輸允許該移動(dòng)站平滑地從它的原始的服務(wù)基站接收信息轉(zhuǎn)換到從它的新的目標(biāo)基站接收信息。在軟過(guò)區(qū)切換期間，該移動(dòng)站還可以利用這樣的事實(shí)，通過(guò)執(zhí)行兩個(gè)接收信號(hào)的分集選擇/組合，它基本上從兩個(gè)信源接收相同的信息以便改進(jìn)它的接收信號(hào)質(zhì)量。
為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，前述的硬和軟過(guò)區(qū)切換的例子是在采用全向天線的基站范圍內(nèi)描述的，即，其中每個(gè)基站發(fā)送在基本上圓形的方向即360度傳播的信號(hào)。但是，正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的，無(wú)線電通信系統(tǒng)中也可以采用其它天線結(jié)構(gòu)和傳輸技術(shù)。例如，一個(gè)小區(qū)可以細(xì)分為幾個(gè)扇區(qū)，例如三個(gè)，每個(gè)扇區(qū)覆蓋120度角度，如圖2中所示的。作為選擇，該系統(tǒng)或者小區(qū)可以采用陣列天線結(jié)構(gòu)，如圖3中所示的。其中，示例的無(wú)線電通信系統(tǒng)200包括采用固定的波束相位陣列(未示出)的一個(gè)無(wú)線電基站220。該相位陣列產(chǎn)生多個(gè)固定的窄射束(B1、B2、B3、B4等等)，它們放射狀地從該基站220延伸，至少一個(gè)(B1)用于與MS 210通信。最好該波束重疊以便建立一個(gè)鄰接的覆蓋范圍以便服務(wù)無(wú)線電通信小區(qū)。雖然未示出，相位陣列實(shí)際上可以由三個(gè)相位陣列扇區(qū)天線組成。
當(dāng)然，關(guān)于在圖1(a)中全向天線的硬和軟過(guò)區(qū)切換的上述原理可以直接地映射到采用反扇區(qū)和/或者陣列天線的其它系統(tǒng)。在這些后者類(lèi)型的系統(tǒng)中，硬和軟過(guò)區(qū)切換可以在扇區(qū)或者相同的基站的波束之間以及在扇區(qū)或者與不同的基站相關(guān)的波束之間執(zhí)行。
兩種類(lèi)型的過(guò)區(qū)切換具有它們的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。一方面，軟過(guò)區(qū)切換提供改變從一個(gè)基站到另一個(gè)基站的連接的堅(jiān)固的機(jī)制。但是，因?yàn)樵谲涍^(guò)區(qū)切換期間移動(dòng)站是連接到一個(gè)以上基站，軟過(guò)區(qū)切換比硬過(guò)區(qū)切換要求更多的系統(tǒng)資源。因此，硬過(guò)區(qū)切換的優(yōu)點(diǎn)是減少對(duì)系統(tǒng)資源的需要，而它的缺點(diǎn)是當(dāng)與軟過(guò)區(qū)切換相比時(shí)較高的丟失呼叫概率。
硬和軟過(guò)區(qū)切換二者可以在使用任何類(lèi)型的接入方法的無(wú)線電通信系統(tǒng)中使用，例如頻分多址(FDMA)，時(shí)分多址(TDMA)，碼分多址(CDMA)或者它們的任何混合。為著說(shuō)明的目的而不是限制，這個(gè)描述主要地描述常規(guī)的技術(shù)和根據(jù)本發(fā)明依據(jù)CDMA系統(tǒng)的技術(shù)，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明技術(shù)同樣地適用于采用任何接入方法的系統(tǒng)。
在采用CDMA接入技術(shù)的無(wú)線電通信系統(tǒng)中，移動(dòng)站可以同時(shí)地連接到屬于一個(gè)或者多個(gè)基站的一個(gè)或者多個(gè)扇區(qū)。如上所述，移動(dòng)站用于通信的扇區(qū)稱(chēng)為“有效組”。作為一個(gè)例子，認(rèn)為圖4所示的系統(tǒng)具有扇區(qū)S1，…，S6的小區(qū)C1和C2。假設(shè)A，B和E分別表示扇區(qū)C1-S1，C1-S2和C2-S5，移動(dòng)站400連接到移動(dòng)站400的有效組。
由于移動(dòng)站400的移動(dòng)(和可能地其它影響)，每個(gè)連接的質(zhì)量是隨時(shí)間不同的。關(guān)于此點(diǎn)質(zhì)量是指一個(gè)或者多個(gè)特定類(lèi)型的測(cè)量，例如，接收信號(hào)強(qiáng)度或者下行鏈路信號(hào)干擾比。為了適應(yīng)連接質(zhì)量中的時(shí)間偏差，移動(dòng)站400裝備一組扇區(qū)，這些扇區(qū)傳輸對(duì)于它們的接收信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)視。這個(gè)組稱(chēng)為測(cè)量組。通過(guò)周期地估計(jì)測(cè)量組中的扇區(qū)的質(zhì)量，移動(dòng)站400識(shí)別作為有效組的成員是適當(dāng)?shù)囊唤M扇區(qū)，稱(chēng)為候選組。當(dāng)當(dāng)前有效組的成員和候選組的成員彼此不同時(shí)，移動(dòng)站400發(fā)送測(cè)量報(bào)告給該系統(tǒng)，例如無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC，未示出)。測(cè)量報(bào)告包含關(guān)于從候選組的扇區(qū)收到的傳輸質(zhì)量的信息。然后RNC決定是否執(zhí)行硬或者軟過(guò)區(qū)切換，即，那些扇區(qū)應(yīng)該加到和/或者從有效組中刪除。RNC還請(qǐng)求建立和釋放用于移動(dòng)站和有關(guān)的基站之間連接的無(wú)線電和網(wǎng)絡(luò)資源，以便執(zhí)行該過(guò)區(qū)切換。在過(guò)區(qū)切換已經(jīng)實(shí)現(xiàn)之后，有效組的內(nèi)容在移動(dòng)站(和該RNC)中被更新。
但是，存在許多不同的技術(shù)，通過(guò)這些技術(shù)基于該移動(dòng)站給系統(tǒng)報(bào)告的測(cè)量估計(jì)過(guò)區(qū)切換是否是希望的，如果是，估計(jì)那一類(lèi)型的過(guò)區(qū)切換。一些技術(shù)使用固定的閾值，而其它的技術(shù)使用動(dòng)態(tài)閾值。例如，美國(guó)專(zhuān)利No.5,422,933描述用于從蜂窩通信系統(tǒng)的服務(wù)小區(qū)過(guò)區(qū)切換進(jìn)行的通信到附近的小區(qū)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)各種工作條件計(jì)算影響過(guò)區(qū)切換的動(dòng)態(tài)閾值。計(jì)算動(dòng)態(tài)閾值中一起使用當(dāng)前移動(dòng)的最小的衰減電平、服務(wù)小區(qū)和附近的小區(qū)的最小的可允許的衰減電平、在附近的小區(qū)和服務(wù)小區(qū)的移動(dòng)單元的RF信號(hào)強(qiáng)度。
在美國(guó)專(zhuān)利No.5,483,669中可以找到另一個(gè)例子，該專(zhuān)利描述過(guò)區(qū)切換從發(fā)送給蜂窩通信系統(tǒng)的附近的小區(qū)的正在進(jìn)行的通信的方法和系統(tǒng)。例如基于移動(dòng)單元的最小的衰減電平和附近的小區(qū)允許的最小的電平計(jì)算影響過(guò)區(qū)切換的動(dòng)態(tài)閾值。但是，這較后的兩個(gè)系統(tǒng)有缺點(diǎn)，由于考慮的情況的數(shù)量以及處理軟過(guò)區(qū)切換沒(méi)有規(guī)定，動(dòng)態(tài)閾值的確定是相當(dāng)復(fù)雜的。
近來(lái)，已經(jīng)描述了用于稱(chēng)為CDMA 2000的CDMA系統(tǒng)的建議。在CDMA 2000文件內(nèi)敘述了軟過(guò)區(qū)切換使用的動(dòng)態(tài)閾值。依據(jù)這個(gè)敘述，如果測(cè)量的質(zhì)量電平超過(guò)給定的靜態(tài)的閾值T1，前向?qū)ьl信道加到候選組。該候選組包含更頻繁地估計(jì)的以及相對(duì)于第二動(dòng)態(tài)閾值T2測(cè)試的扇區(qū)。動(dòng)態(tài)閾值T2是基于在有效組中所有的導(dǎo)頻信道使用接收信號(hào)質(zhì)量測(cè)量的總數(shù)計(jì)算的。但是，這個(gè)方案有限制，它僅僅用于前向鏈路(即下行鏈路)，而且相當(dāng)復(fù)雜并且需要兩個(gè)步驟(即相對(duì)靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)閾值的估計(jì))過(guò)程用于添加和刪除到以及來(lái)自有效組的扇區(qū)。
因此，需要開(kāi)發(fā)增強(qiáng)的技術(shù)確定何時(shí)過(guò)區(qū)切換是適當(dāng)?shù)?，以及哪個(gè)類(lèi)型的過(guò)區(qū)切換是適當(dāng)?shù)?，以便在不同的工作條件下有效地利用系統(tǒng)資源。
概要根據(jù)本發(fā)明克服了常規(guī)的過(guò)區(qū)切換技術(shù)的這些和其它的問(wèn)題、缺點(diǎn)和限制，其中自適應(yīng)閾值可以提供在估計(jì)軟和硬過(guò)區(qū)切換二者的愿望中使用的各種不同的閾值。根據(jù)示例的實(shí)施例，用于增加、刪除和替代有效組的成員的軟過(guò)區(qū)切換閾值是基于當(dāng)前有效組的最好的或者最壞情況成員的質(zhì)量電平變化的。類(lèi)似地，用于確定何時(shí)硬過(guò)區(qū)切換是希望的閾值還可以基于有效組成員的質(zhì)量電平變化。
與用于執(zhí)行過(guò)區(qū)切換的常規(guī)的技術(shù)比較，本發(fā)明提供許多益處，包括(1)靈活地控制硬和軟過(guò)區(qū)切換二者，(2)閾值計(jì)算較不復(fù)雜，同時(shí)是實(shí)際上的動(dòng)態(tài)，以便隨著信道質(zhì)量的改變而變化，(3)移動(dòng)站同時(shí)地連接到的扇區(qū)(或者其它類(lèi)型的傳輸信源例如波束)的平均數(shù)減少了，(4)提供通過(guò)選擇最小的和最大的閾值和自適應(yīng)閾值函數(shù)的斜率控制軟和硬過(guò)區(qū)切換的相對(duì)的數(shù)量的機(jī)制，(5)與采用較高的、固定的過(guò)區(qū)切換閾值的常規(guī)的技術(shù)相比，呼叫丟失的概率減少了和(6)與采用較低的、固定的閾值的情況的常規(guī)的技術(shù)相比，用戶間干擾減少了，常規(guī)的技術(shù)有效組包含相當(dāng)高數(shù)量的扇區(qū)。
附圖的簡(jiǎn)要描述本發(fā)明的前述的和其它目的、特性和優(yōu)點(diǎn)在閱讀下面結(jié)合附圖的詳細(xì)的敘述后更容易理解，其中圖1(a)是硬過(guò)區(qū)切換的示圖；圖1(b)是軟過(guò)區(qū)切換的示圖；圖2描述采用扇區(qū)天線的一個(gè)基站；圖3表示采用陣列天線的一個(gè)基站；圖4是在與移動(dòng)站通信的兩個(gè)六扇區(qū)小區(qū)的示圖；圖5描述示例的移動(dòng)站結(jié)構(gòu)的一部分；圖6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例的實(shí)施例用于增加，刪除和替代扇區(qū)的各種過(guò)區(qū)切換算法的曲線圖；圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例的實(shí)施例用于硬過(guò)區(qū)切換的算法條件的曲線圖；和圖8是描述根據(jù)本發(fā)明的示例的實(shí)施例可變的增加閾值的曲線圖。
詳細(xì)的描述在下面的描述中，為了說(shuō)明而不是限制的目的，闡明特定的細(xì)節(jié)，諸如特定的電路，電路部件，技術(shù)等等，以便提供全面理解本發(fā)明。但是本發(fā)明可以脫離這些特定的細(xì)節(jié)以其它實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。在其它情況中，熟知的方法、設(shè)備和電路的詳細(xì)的描述被省略，以便不搞混本發(fā)明不必要細(xì)節(jié)的描述。
在描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)之前，可以工作以便執(zhí)行信號(hào)質(zhì)量測(cè)量的移動(dòng)站結(jié)構(gòu)的部分的例子在圖5中示出。已經(jīng)簡(jiǎn)化了這個(gè)方框圖以便只說(shuō)明與下行鏈路信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量相關(guān)的那些部件，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道與移動(dòng)站相關(guān)的其它主要的功能塊。在圖5中，輸入的無(wú)線電信號(hào)由發(fā)射機(jī)/接收機(jī)TRX 500接收。該時(shí)間由微處理器控制器530同步到接收的符號(hào)序列。由信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量部分520測(cè)量接收信號(hào)的強(qiáng)度，然后傳遞該值到微處理器控制器530。接收信號(hào)的誤碼率(BER)還可以確定為由方框540反射的接收信號(hào)質(zhì)量的指示。這個(gè)接收信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量在確定何時(shí)小區(qū)內(nèi)過(guò)區(qū)切換是希望的中是特別地相關(guān)的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，其它質(zhì)量測(cè)量例如信號(hào)干擾比還可以用于過(guò)區(qū)切換算法中。該移動(dòng)站也具有輸入/輸出設(shè)備，諸如鍵盤(pán)和顯示器535以及麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器單元(未示出)，它允許信息在移動(dòng)站和該基站之間交換。
當(dāng)移動(dòng)站接收MAHO(移動(dòng)幫助過(guò)區(qū)切換)命令中的信道號(hào)和/或者碼的表時(shí)，它測(cè)量與每個(gè)信道相關(guān)的接收信號(hào)質(zhì)量。一旦移動(dòng)站進(jìn)行請(qǐng)求測(cè)量，它報(bào)告它們給隨后使用過(guò)區(qū)切換算法估計(jì)各個(gè)扇區(qū)的系統(tǒng)。圖6提供一個(gè)例子說(shuō)明有效組如何可以基于應(yīng)用的過(guò)區(qū)切換算法到這些測(cè)量在時(shí)間上改變。在圖6中，假定在開(kāi)始時(shí)僅僅扇區(qū)A(例如圖4中所示的)屬于該有效組。在這個(gè)例子中測(cè)量組包括所有的扇區(qū)的有效組和所有的鄰近的有效組。在這個(gè)例子中由于僅僅扇區(qū)A是有效組的成員，該測(cè)量組由扇區(qū)C1-S1(＝A)、C1-S2(＝B)、C1-S6(＝C)組成。
對(duì)于這個(gè)例子，過(guò)區(qū)切換算法命令根據(jù)在下面規(guī)定的條件觸發(fā)不同的過(guò)區(qū)切換動(dòng)作1.增加扇區(qū)如果它的質(zhì)量Qx滿足下面條件，扇區(qū)X加到當(dāng)前的例如，如圖6所示的，在標(biāo)記“增加B”的時(shí)間瞬間扇區(qū)B加到該有效組，因?yàn)樗馁|(zhì)量等級(jí)和從扇區(qū)A收到的質(zhì)量電平之間的差等于add_th。
Qx＞Qbest-add_thQbest代表在有效組中具有最好質(zhì)量的扇區(qū)的質(zhì)量而add_th是閾值。例如，如圖6中所示的，在標(biāo)記“增加B”的時(shí)間瞬間扇區(qū)B加到有效組，因?yàn)樗馁|(zhì)量等級(jí)和從扇區(qū)A收到的質(zhì)量等級(jí)等于add_th。注意在時(shí)間“增加B”之后，扇區(qū)D(C1-S3)加到該測(cè)量組，因?yàn)樗巧葏^(qū)B的鄰居。
2.刪除扇區(qū)如果它的質(zhì)量Qx滿足下面條件，扇區(qū)X從當(dāng)前有效組刪除Qx＜Qbest-delete_th式中delete_th表示刪除閾值。這個(gè)條件出現(xiàn)的例子可以在圖6中標(biāo)記‘Remove C’的時(shí)間瞬間找到，其中扇區(qū)C從有效組中去除，因?yàn)樗慕邮召|(zhì)量等級(jí)和扇區(qū)B的接收質(zhì)量等級(jí)之間的差超過(guò)delete_th。
3.代替扇區(qū)如果有效組為充滿的和保持下面條件，扇區(qū)X代替在該有效組中具有最壞情的質(zhì)量的扇區(qū)
Qx＞Qworst+replace_th式中replace_th代表用于扇區(qū)代替的閾值。假定在圖6中有效組中最大的扇區(qū)數(shù)量是兩個(gè)，在圖6中在標(biāo)記“以C代替A”的時(shí)間瞬間扇區(qū)C應(yīng)該代替扇區(qū)A。在增加、刪除或者代替扇區(qū)的這個(gè)過(guò)區(qū)切換算法中描述的動(dòng)作在這個(gè)例子中作為軟過(guò)區(qū)切換出現(xiàn)，除非超過(guò)硬過(guò)區(qū)切換，在此情況下硬過(guò)區(qū)切換優(yōu)先。
4.執(zhí)行硬過(guò)區(qū)切換如果扇區(qū)X的質(zhì)量Q滿足下面條件，則執(zhí)行從當(dāng)前的有效組到新的扇區(qū)的硬過(guò)區(qū)切換Qx＞Qbest+hho_th式中hho_th代表用于硬過(guò)區(qū)切換的閾值，即，去除當(dāng)前有效組的所有的連接和建立到扇區(qū)X的新的連接。在這點(diǎn)上，應(yīng)該注意，典型地移動(dòng)站不具有連續(xù)地測(cè)量該測(cè)量組中的所有的扇區(qū)的質(zhì)量的可能性，類(lèi)似地，不具有連續(xù)地發(fā)送測(cè)量報(bào)告給該網(wǎng)絡(luò)的可能性。相反，移動(dòng)站周期地執(zhí)行測(cè)量，例如在圖7中以虛垂直線提供的，通過(guò)在特定的時(shí)間瞬間測(cè)量該測(cè)量組中的扇區(qū)的質(zhì)量。如果測(cè)量扇區(qū)的質(zhì)量相當(dāng)慢地增加，則執(zhí)行扇區(qū)代替(如果該有效組是滿的)或者扇區(qū)增加(如果該有效組是不滿的)。在這樣的情況下，即，測(cè)量扇區(qū)質(zhì)量的慢增加，扇區(qū)的質(zhì)量決不可能超過(guò)相對(duì)最好的有效組扇區(qū)質(zhì)量的硬過(guò)區(qū)切換閾值。
另一方面，測(cè)量扇區(qū)的扇區(qū)質(zhì)量可能非常迅速地增加。例如，如果移動(dòng)站測(cè)量由于大樓或者其它障礙引起的陰影效應(yīng)而具有差的質(zhì)量的特定的扇區(qū)，可能出現(xiàn)這個(gè)情況。當(dāng)。移動(dòng)站運(yùn)動(dòng)出陰影區(qū)時(shí)，則該移動(dòng)站可能具有與測(cè)量扇區(qū)的該基站的直達(dá)視線。本導(dǎo)致測(cè)量扇區(qū)的質(zhì)量的迅速增加。
圖7示出后者的情況。其中，在時(shí)間“Add B(增加B)”之后該移動(dòng)站的有效組包括扇區(qū)A和B。但是，扇區(qū)C的質(zhì)量保持相對(duì)地低，以致扇區(qū)C既不代替有效組中的最壞的扇區(qū)也不加到該有效組。然后，正如在該圖中看到的，扇區(qū)C的測(cè)量質(zhì)量非常迅速地增加，在該時(shí)間執(zhí)行到扇區(qū)C的硬過(guò)區(qū)切換。
雖然與在本說(shuō)明書(shū)的背景部分中描述的技術(shù)相比，前述的示例的過(guò)區(qū)切換技術(shù)具有一些優(yōu)點(diǎn)，例如，由于直接的一步過(guò)程而容易實(shí)現(xiàn)和由于它可以用于軟和硬過(guò)區(qū)切換而更靈活，但是它也受其固定閾值的使用的限制。但是，使用固定的閾值意味著該過(guò)區(qū)切換算法不能夠適應(yīng)不同信道中的傳輸質(zhì)量的變化并且因此處理無(wú)線電和網(wǎng)絡(luò)資源效率低。例如，如果固定過(guò)區(qū)切換定值設(shè)置非常緊，以致在扇區(qū)加到有效組之前，測(cè)量組中的扇區(qū)必須具有相當(dāng)好的質(zhì)量，如果它不識(shí)別作為有效組的足夠好的任何扇區(qū)，則該移動(dòng)站可能丟失它的連接，這意味著該過(guò)區(qū)切換算法不必要地增加丟失呼叫的概率。作為選擇，如果該閾值設(shè)置的相當(dāng)寬松，以致扇區(qū)更可能加到該有效組，該移動(dòng)站更可能連接到大量的扇區(qū)，因此分配比真正地需要的更多的系統(tǒng)資源(例如短的碼)以便保持連接。而且，當(dāng)軟過(guò)區(qū)切換的閾值(add_th，delete_th，replace_th)和硬過(guò)區(qū)切換的閾值(hho_th)設(shè)置為一個(gè)定值時(shí)，該系統(tǒng)不能控制軟過(guò)區(qū)切換相對(duì)于硬過(guò)區(qū)切換的比率。
因此，根據(jù)本發(fā)明的示例的實(shí)施例，在進(jìn)行硬和軟過(guò)區(qū)切換決定中采用的閾值例如add_th，delete_th，replace_th和hho_th分別基于在觀察時(shí)間t期間該有效組中的最好的當(dāng)前扇區(qū)質(zhì)量(Qbest)和最壞的扇區(qū)質(zhì)量(Qworst)都可能是動(dòng)態(tài)地調(diào)整的。因此，根據(jù)這個(gè)示例的實(shí)施例，該閾值是下列變量的函數(shù)f_(.)add_th＝ fadd(Qbest，t)delete_th ＝ fdelete(Qbest，t)replace_th＝ freplace(Qworst，t)hho_th＝ fhho(Qbest，t)每個(gè)動(dòng)態(tài)閾值的計(jì)算反映當(dāng)前傳輸情形，即，如果傳輸情形是好的，有效組可以減少到幾個(gè)扇區(qū)(或者可能地一個(gè)扇區(qū))，而如果傳輸情形越來(lái)越差，則增加扇區(qū)。除此之外，每個(gè)動(dòng)態(tài)閾值的計(jì)算僅僅取決于有效組的一個(gè)扇區(qū)的質(zhì)量，即，Qbest或者Qworst，和一些其它固定的系統(tǒng)參數(shù)，因此是相對(duì)地直接計(jì)算。根據(jù)在下面描述的本發(fā)明的示例的實(shí)施例，通過(guò)使用自適應(yīng)閥值功能還降低了根據(jù)本發(fā)明的過(guò)區(qū)切換算法的復(fù)雜性，該功能在不同間隔內(nèi)是線性的。
根據(jù)這里提供的例子，閾值add_th，delete_th，replace_th和hho_th是斜坡函數(shù)(ramp functions)。雖然由于它們的低的計(jì)算復(fù)雜性是有用的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解這樣的閾值可以使用任何函數(shù)，線性或者非線性函數(shù)實(shí)現(xiàn)，而不是基于無(wú)線電信道中的改變質(zhì)量條件允許自適應(yīng)的斜坡函數(shù)。但是，在下面的討論中，提供示例的閾值函數(shù)的簡(jiǎn)要描述，其中在一定的質(zhì)量值的范圍內(nèi)閾值是斜坡函數(shù)，并且在這個(gè)范圍外部分別保持在恒定的高和低值。圖8提供add_th的示例的閾值函數(shù)的示圖。由于add_th是Qbest的函數(shù)，該曲線圖描述基于當(dāng)前的Qbest的質(zhì)量的變化值。當(dāng)Qbest的質(zhì)量低于Qadd_low時(shí)，則add_th具有最高值max_add_th。在Qadd-low和Qadd_high之間的范圍內(nèi)，add_th的值是基于斜坡函數(shù)700確定的。雖然斜坡函數(shù)700具有負(fù)的斜率，應(yīng)當(dāng)理解其它閾值函數(shù)可以采用具有正斜率的斜坡函數(shù)。如果質(zhì)量Qbest是Qadd_high或者較高的，則add_th設(shè)置為它的最低值min_add_th。
特定的，仍然示例的和說(shuō)明地，在下面對(duì)于add_th，delete_th，replace_th和hho_th算術(shù)地描述閾值函數(shù)。在這些方程式中假定在下面描述的扇區(qū)質(zhì)量、閾值和所有的其它值是以dB為單位。閾值函數(shù)的其它假設(shè)如下xxx_slope是斜坡函數(shù)的斜率，式中xxx_slope＞0(xxx＝add，delete，rep或者h(yuǎn)ho)；max_xxx_th大于min_xxx_th；和Qxxx_high大于Qxxx_low變量Add(增加)閾值函數(shù)如果Qbest＜Qadd-low，則add_th＝max_add_th；如果Qadd_low＜＝Qbest＜＝Qadd_high，則add_th＝max_add_th-add_slope*(Qbest-Qadd_low)；如果Qbest＞Qadd_high，則add_th＝min_add_th；式中Qadd_low，Qadd_high，min_add_th，max_add_th和add_slope設(shè)置為固定值。
變量delele(刪除)閾值函數(shù)如果Qbest＜Qdelete_low，則delete_th＝max_delete_th；如果Qdelete_low＜＝Qbest＜＝Qdelete_high，則delete_th＝max_delete_th-delete_slope*(Qbest-Qdelete_low)；如果Qbest＞Qdelete_high，則delete_th＝min_delete_th；式中Qdelete_low，Qdelete_high，min_delete_th，max_delete_th和delete_slope設(shè)置為固定值。
變量rep(代替)閾值函數(shù)如果Qworst＜Qrep_low，則replace_th＝min_replace_th；如果Qrep-low＜＝Qworst，則replace_th＝min_replace_th-replace_slope*(Qrep__low-Qworst)；如果Qworst＞Qrep_high，則replace_th＝max_replace_th；式中Qrep-low，Qrep-high，min_rep_th，max_rep_th和rep_slope設(shè)置為固定值。
變量硬過(guò)區(qū)切換閾值如果Qbest＜Qhho_low，則hho_th＝max_hho_th；如果Qhho-lowdB＜＝Qbest＜＝Qhho-high，則hho_th＝max hho_th-hho_slope*(Qbest-Qhho_low)；如果Qbest＞Qhho_high，則hho_th＝min_hho_th；式中Qhho_low，Qhho_high，min_hho_th，max_hho_th和hho_slope設(shè)置為固定值。
以這種方式動(dòng)態(tài)地調(diào)整各過(guò)區(qū)切換閾值，如從最好的扇區(qū)的傳輸質(zhì)量增加，較少的扇區(qū)加到有效組，因此保存系統(tǒng)資源。相反地，如從最好的扇區(qū)的傳輸質(zhì)量下降，更多的扇區(qū)加到有效組，因此連接的總質(zhì)量可以保持在希望的等級(jí)。另外，來(lái)自最好的扇區(qū)的傳輸質(zhì)量越高，更可能硬過(guò)區(qū)切換，這也有助于有效的使用系統(tǒng)資源。
因此，應(yīng)理解，與用于執(zhí)行過(guò)區(qū)切換的常規(guī)的技術(shù)比較，本發(fā)明提供許多益處，包括(1)(1)靈活地控制硬和軟過(guò)區(qū)切換二者，(2)閾值計(jì)算較不復(fù)雜，同時(shí)是實(shí)際上的動(dòng)態(tài)，以便隨著信道質(zhì)量的改變而變化，(3)移動(dòng)站同時(shí)地連接到的扇區(qū)(或者其它類(lèi)型的傳輸信源，例如波束)的平均數(shù)減少了，(4)提供通過(guò)選擇最小的和最大的閾值和自適應(yīng)閾值函數(shù)的斜率控制軟和硬過(guò)區(qū)切換的相對(duì)的數(shù)量的機(jī)制，(5)與采用較高的、固定的過(guò)區(qū)切換閾值的常規(guī)的技術(shù)相比，呼叫丟失的概率減少了，和(6)與采用較低的、固定的閾值的情況的常規(guī)技術(shù)相比，用戶間干擾減少了，常規(guī)的技術(shù)有效組包含相當(dāng)高數(shù)量的扇區(qū)。
上面描述的示例的實(shí)施例想要在各方面說(shuō)明，而不是限制本發(fā)明。例如，雖然前面的示例的實(shí)施例不涉及多頻帶，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯的，本發(fā)明適用于采用對(duì)于通信的多頻帶的系統(tǒng)，因此適用于頻率內(nèi)或者頻率間波段的過(guò)區(qū)切換。因此本發(fā)明能夠在詳細(xì)的實(shí)施方案中有許多變化，實(shí)施方案是由本領(lǐng)域技術(shù)人員從其中包含的敘述中導(dǎo)出的。所有的這樣的變化和修改認(rèn)為是在由隨后的定義的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制有效組中的成員的方法，包括步驟提供對(duì)于控制所述有效組中的成員的多個(gè)閾值，包括用于確定何時(shí)增加傳輸信源到所述有效組的第一閾值；用于確定何時(shí)從所述有效組刪除傳輸信源的第二閾值；用于確定何時(shí)以另一個(gè)傳輸信源代替所述有效組的一個(gè)成員的第三閾值；和用于確定何時(shí)執(zhí)行從所述有效組的至少一個(gè)當(dāng)前成員硬過(guò)區(qū)切換到另一個(gè)傳輸信源的第四閾值；按照與所述有效組的成員相關(guān)的質(zhì)量等級(jí)的函數(shù)變化所述多個(gè)閾值的至少一個(gè)閾值的值；和基于所述變化步驟的結(jié)果控制所述有效組的成員。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述多個(gè)閾值的所述至少一個(gè)閾值是所述第一閾值，它按照具有所述有效組中的最好的質(zhì)量等級(jí)的傳輸信源的質(zhì)量等級(jí)的非恒定的函數(shù)變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述非恒定的函數(shù)包括所述第一閾值的最大值和最小值之間的斜坡函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述多個(gè)閾值的所述至少一個(gè)閾值是所述第二閾值，它按照具有所述有效組中的最好的質(zhì)量等級(jí)的傳輸信源的質(zhì)量等級(jí)的非恒定的函數(shù)變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述非恒定的函數(shù)包括所述第二閾值的最大值和最小值之間的斜坡函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述多個(gè)閾值的所述至少一個(gè)閾值是所述第三閾值，它按照具有所述有效組中的最壞的質(zhì)量等級(jí)的傳輸信源的質(zhì)量等級(jí)的非恒定的函數(shù)變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述非恒定的函數(shù)包括所述第三閾值的最小值和最大值之間的斜坡函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述多個(gè)閾值的所述至少一個(gè)閾值是所述第四閾值，它按照具有所述有效組中的最好的質(zhì)量等級(jí)的傳輸信源的質(zhì)量等級(jí)的非恒定的函數(shù)變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述非恒定的函數(shù)包括所述第四閾值的最大值和最小值之間的斜坡函數(shù)。
10.在無(wú)線電通信系統(tǒng)中的一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，包括一個(gè)接收器，用于接收由移動(dòng)站報(bào)告的信號(hào)質(zhì)量測(cè)量；和一個(gè)處理器，根據(jù)所述信號(hào)質(zhì)量測(cè)量的估計(jì)和多個(gè)自適應(yīng)閾值確定過(guò)區(qū)切換對(duì)于所述移動(dòng)站是否是希望的，自適應(yīng)閾值的值根據(jù)與所述移動(dòng)站的有效組中的傳輸信源變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的控制節(jié)點(diǎn)，其中所述多個(gè)自適應(yīng)閥值包括用于確定何時(shí)增加傳輸信源到所述有效組的第一閾值；和用于確定何時(shí)從所述有效組刪除傳輸信源的第二閾值；
12.根據(jù)權(quán)利要求10的控制節(jié)點(diǎn)，其中所述多個(gè)自適應(yīng)閥值包括按照具有所述有效組中的最好的質(zhì)量等級(jí)的傳輸信源的質(zhì)量等級(jí)的非恒定的函數(shù)變化的至少所述第一閾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的控制節(jié)點(diǎn)，其中所述非恒定的函數(shù)包括所述至少一個(gè)自適應(yīng)閥值的最大值和最小值之間的斜坡函數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的控制節(jié)點(diǎn)，其中所述傳輸信源是小區(qū)、基站、扇區(qū)天線和與天線陣相關(guān)的波束之一。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的控制節(jié)點(diǎn)，其中所述多個(gè)自適應(yīng)閥值包括用于確定何時(shí)以另一個(gè)傳輸信源代替所述有效組的一個(gè)成員的一個(gè)閾值；
16.根據(jù)權(quán)利要求10的控制節(jié)點(diǎn)，其中所述多個(gè)自適應(yīng)閥值包括和用于確定何時(shí)執(zhí)行從所述有效組的至少一個(gè)當(dāng)前成員硬過(guò)區(qū)切換到另一個(gè)傳輸信源的一個(gè)閾值。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的控制節(jié)點(diǎn)，其中所述控制節(jié)點(diǎn)是一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)。
18.一種控制有效組中的成員的系統(tǒng)，包括用于確定何時(shí)增加傳輸信源到所述有效組的第一閾值裝置；用于確定何時(shí)從所述有效組刪除傳輸信源的第二閾值裝置；按照與所述有效組的一個(gè)成員相關(guān)的質(zhì)量等級(jí)的函數(shù)變化所述第一和第二閾值裝置的至少一個(gè)閾值裝置的值的裝置；和作為所述變化裝置的結(jié)果，用于控制所述有效組中的成員的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，還包括用于確定何時(shí)以另一個(gè)傳輸信源代替所述有效組的一個(gè)成員的第三閾值裝置，其中用于變化的所述裝置變化所述第一、第二和第三閾值的至少一個(gè)閾值。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，還包括用于確定何時(shí)執(zhí)行從所述有效組的至少一個(gè)當(dāng)前的成員硬過(guò)區(qū)切換到另一個(gè)傳輸信源的第三閾值裝置，其中用于變化的所述裝置變化所述第一、第二和第三閾值裝置的至少一個(gè)閾值裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述第一和第二閾值裝置的至少一個(gè)裝置所述值是是所述第一閾值的值，它按照具有所述有效組中的最好的質(zhì)量等級(jí)的傳輸信源的質(zhì)量等級(jí)的非恒定的函數(shù)變化。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中所述非恒定的函數(shù)包括所述第一閾值的最大值和最小值之間的斜坡函數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中所述第一和第二閾值裝置的至少一個(gè)裝置的所述值是所述第二閾值裝置的值，它按照具有所述有效組中的最好的質(zhì)量等級(jí)的傳輸信源的質(zhì)量等級(jí)的非恒定的函數(shù)變化。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中所述非恒定的函數(shù)包括所述第二閾值的最大值和最小值之間的斜坡函數(shù)。
全文摘要
描述用于在使用自適應(yīng)可變的閾值的無(wú)線電通信系統(tǒng)中執(zhí)行過(guò)區(qū)切換的方法和系統(tǒng)。自適應(yīng)閾值是有效組中最好的或者最壞的傳輸信源的質(zhì)量等級(jí)的函數(shù)。在自適應(yīng)閾值函數(shù)內(nèi)質(zhì)量值的范圍內(nèi)使用斜坡函數(shù)。
文檔編號(hào)H04Q7/28GK1352866SQ99814666
公開(kāi)日2002年6月5日 申請(qǐng)日期1999年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
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