專利名稱：小區(qū)形狀控制方法,移動通信系統(tǒng)及其中的基站和移動站的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及小區(qū)形狀(ce11 formation)的控制方法以及移動通信系統(tǒng)，具體地說，涉及一種小區(qū)形狀控制方法及其移動通信系統(tǒng)，其中一個或多個移動站由一個基站服務，該基站能夠通過在通信進行的同時改變小區(qū)形狀來改變和確保移動站的服務區(qū)域。
本發(fā)明進一步涉及可以根據(jù)該小區(qū)形狀控制方法通信的基站和移動站。
背景技術：
一個基站可以提供通信服務的區(qū)域(即一個小區(qū))取決于移動站所接收的控制信號的質量，該控制信號用于把移動站與基站相連。當基站服務于一個小區(qū)時，一種常規(guī)方法是，預先確定該控制信號的發(fā)送電功率，并使用該預定值。近年來，已經(jīng)提出一種自主小區(qū)形狀控制方法，其中一個基站檢查相鄰小區(qū)的小區(qū)形狀，并調(diào)節(jié)它自己的小區(qū)形狀，使得沒有被相鄰小區(qū)覆蓋的區(qū)域被有效覆蓋。該自主小區(qū)形狀控制方法通過根據(jù)相鄰小區(qū)的擁塞狀態(tài)控制小區(qū)形狀來調(diào)解業(yè)務擁塞，并且可以提高頻率使用效率。如果把這種自主小區(qū)形狀控制技術應用于一個移動通信系統(tǒng)，基站將能夠在通信繼續(xù)的同時改變小區(qū)形狀，即增大或減小小區(qū)的半徑。
當小區(qū)半徑擴大時，一個與第一基站通信的移動站將可以使用更多數(shù)量的基站。如果一個第二基站承載著較低的業(yè)務量，到第一基站的通信連接可以被切換到第二基站，從而可以獲得更高的處理量。
另一方面，當移動站連接的第一基站的小區(qū)半徑減小時，在第一基站對移動站的服務變得不可用之前，移動站需要把正在進行的通信連接切換到另一個基站。
但是，根據(jù)一個常規(guī)基站的自主小區(qū)形狀控制，在基站實際減小其服務區(qū)域之前，并不能給一個將要落到該基站的服務區(qū)域之外的移動站提供幫助。
例如，如圖16所示，當基站3把它的服務區(qū)域從一個由虛線表示的區(qū)域減小為一個由實線表示的區(qū)域時，盡管由基站3服務的移動站3落到了基站3的減小的服務區(qū)域之外，可以通過越區(qū)切換把移動站3切換到基站2，使得通信可以繼續(xù)。但是，當基站1把它的服務區(qū)域從一個由虛線表示的區(qū)域減小到一個由實線表示的區(qū)域時，沒有鄰近的基站來為由基站1服務的移動站1進行越區(qū)切換。因此，當基站1減小其服務區(qū)域時，移動站1將落到減小的服務區(qū)域之外，并且通信將被斷開。
因此，一個通常的問題是，當?shù)谝换緶p小其小區(qū)半徑(即服務區(qū)域)時，由于通信斷開、分組丟失等等，一個移動站與第一基站的正常通信不能繼續(xù)。
即使在一個相鄰區(qū)域中有一個可使服務繼續(xù)的第二基站，必須從第一基站到第二基站進行越區(qū)切換。此外，第二基站有可能在后來也減小其服務區(qū)域。在此情況下，需要根據(jù)情況進一步從第二基站越區(qū)切換到一個第三基站，或者越區(qū)切換回到第一基站。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個總的目的是提供一種方法，一種使用該方法的系統(tǒng)，和一種在該系統(tǒng)中操作的基站和移動站，其實質上消除了由現(xiàn)有技術的局限和缺點造成的一個或多個問題。
本發(fā)明的特征和優(yōu)點將在后面的說明中給出，其部分地可以從說明書和附圖中了解，或者可以通過根據(jù)說明書中的教導實踐本發(fā)明來掌握。本發(fā)明的目的以及其它特征和優(yōu)點可以由在說明書中以能夠使本領域技術人員實踐本發(fā)明的完整、清楚、簡明、確切的術語所具體指出的方法、使用該方法的系統(tǒng)、以及在該系統(tǒng)中操作的基站和移動站來實現(xiàn)和獲得。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，并根據(jù)本發(fā)明的目的，如此處所實施和廣義描述的，本發(fā)明提供使系統(tǒng)能夠以如下總結的方式工作的方法、系統(tǒng)、基站和移動站。
服務于一個小區(qū)的基站配備有一個用于改變小區(qū)的形狀(通常是基站服務可用的小區(qū)半徑)的設備和一個用于把有關一個預期小區(qū)半徑變化的信息提供給該小區(qū)內(nèi)的一個或多個移動站的設備。如果移動站確定在基站實際執(zhí)行了小區(qū)半徑改變的情況下它將落到小區(qū)之外，每個移動站能夠發(fā)送一個不改變小區(qū)半徑的請求，并且能夠搜索要進行越區(qū)切換的另一個基站。那么，該基站在接收到該請求后，能夠暫停預期的小區(qū)半徑改變。
對以上的一個擴展是，移動站能夠使用來自基站的信號的信號強度以及其它信息，計算基站和移動站之間的距離，并且移動站把有關該距離的信息發(fā)送到基站，使得基站可以調(diào)節(jié)小區(qū)半徑以足以覆蓋所關注的移動站。
對以上的一個擴展是，基站配備有一個在預期小區(qū)半徑改變最終達到之前逐級地改變小區(qū)的形狀(即小區(qū)半徑)的設備，和一個以預定間隔逐一地把下一級小區(qū)半徑通知給移動站的設備。當預期的任一級小區(qū)半徑改變將使移動站落到小區(qū)之外時，移動站能夠發(fā)送不改變小區(qū)半徑的請求。這有助于減小小區(qū)的處理負擔，因為減小了在給定時段內(nèi)從移動站到基站的控制信號的數(shù)量，并且控制信號的發(fā)送被分布在各級中。
對以上的另一個擴展是，基站能夠發(fā)送有關下一級小區(qū)半徑和有關最后一級小區(qū)半徑的信息。在此情況下，從一開始就把最后小區(qū)半徑通知給移動站，并且如果最后小區(qū)半徑不能覆蓋移動站，移動站能夠試圖越區(qū)切換到一個第二基站，即使任何先前級小區(qū)半徑可以覆蓋移動站。這減輕了越區(qū)切換的頻率和業(yè)務量。此外，在此情況下，即使第二基站正在一個小區(qū)半徑改變的過程中，該移動站可以選擇一個將提供最有利通信條件的基站。


圖1是顯示一個應用本發(fā)明一個實施例的小區(qū)形狀控制方法的移動通信系統(tǒng)的結構的示例的圖；圖2是顯示本發(fā)明的基站的結構的圖；圖3是顯示本發(fā)明的移動站的結構的圖；圖4是顯示小區(qū)半徑改變過程的第一實施例的概況的圖；圖5是顯示由第一實施例的基站執(zhí)行的過程的步驟的流程圖；圖6是顯示由第一實施例的移動站執(zhí)行的過程的步驟的流程圖；圖7是顯示小區(qū)半徑改變過程的第二實施例的概況的圖；圖8是顯示由第二實施例的基站執(zhí)行的過程的步驟的流程圖；圖9是顯示由第二實施例的基站執(zhí)行的過程的步驟的繼續(xù)的流程圖(圖8的繼續(xù))；圖10是顯示由第二實施例的移動站執(zhí)行的過程的步驟的流程圖；圖11是顯示小區(qū)半徑改變過程的第三實施例的概況的圖；圖12是顯示由第三實施例的基站執(zhí)行的過程的步驟的流程圖；圖13是顯示由第三實施例的基站執(zhí)行的過程的步驟的繼續(xù)的流程圖(圖12的繼續(xù))；圖14是顯示由第三實施例的移動站執(zhí)行的過程的步驟的流程圖；圖15是顯示由第三實施例的移動站執(zhí)行的過程的步驟的繼續(xù)的流程圖(圖14的繼續(xù))；和圖16是解釋常規(guī)技術的圖。
具體實施例方式
下面基于附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
應用了本發(fā)明實施例的小區(qū)形狀控制方法的移動通信系統(tǒng)的結構如圖1所示。
在圖1中，移動通信系統(tǒng)例如是一個PDC(個人數(shù)字蜂窩)系統(tǒng)，并且包括一個基站和兩個或更多個移動站。在本例中，移動站A100正在與基站A200通信，移動站B110和移動站C120正在與基站B210通信，每個基站能夠改變小區(qū)形狀。根據(jù)一個相鄰基站的小區(qū)形狀變化、一個擁塞狀況、等等來改變小區(qū)形狀。例如，基站A200能夠把小區(qū)形狀從A1改變到A2?；綛210也能夠改變其小區(qū)形狀?？梢酝ㄟ^改變一個perch信道(一個用于使移動站可以與基站同步的控制信道)的發(fā)送電功率，從而改變一個小區(qū)半徑(即一個服務區(qū)域的半徑)，來實現(xiàn)小區(qū)形狀的改變。因此，發(fā)送電功率的變化等效于小區(qū)形狀變化。此外，基站可以使用一個扇區(qū)天線。在此情況下，一個扇區(qū)、多于一個扇區(qū)、和所有扇區(qū)中任何一種的發(fā)送電功率的變化被認為是一個小區(qū)形狀變化。
在本發(fā)明中，例如，當基站A200執(zhí)行一個例如從A1到A2的小區(qū)形狀改變(即服務區(qū)域(＝小區(qū))改變)時，移動站A100不會落到服務區(qū)域之外。根據(jù)本發(fā)明，基站基于來自移動站的一個響應來執(zhí)行小區(qū)形狀改變，該響應通知基站該移動站是否將落到服務區(qū)域之外，從而基站可以調(diào)節(jié)小區(qū)形狀改變，使得移動站可以留在服務區(qū)域內(nèi)。結果，可以防止由于小區(qū)形狀改變造成的移動站通信中斷。
例如，基站的結構如圖2所示。
圖2是本發(fā)明的基站的方框圖。
基站包括接收天線11，接收單元12，控制信號檢測單元13，控制信息處理單元14，小區(qū)形狀處理單元15，信息信號處理單元16，發(fā)送單元17，和發(fā)送天線18。在圖2中，箭頭表示信號的流動。
接收單元12通過接收天線11接收一個從移動站發(fā)送的信號，并把接收的信號提供給下一級的控制信號檢測單元13。在控制信號檢測單元13中，從由接收單元12接收的信號中檢測一個改變停止信號(即由移動站發(fā)送的控制信號)，并且該信號中包含的信息被提供給下一級的控制信息處理單元14?？刂菩畔⑻幚韱卧?4提取并暫時存儲由控制信號檢測單元13提供的信息。此處，由于可以從兩個或更多個移動站發(fā)送改變停止信號，將該信息與對應于每個移動站的移動站標識符一起存儲。然后，控制信息處理單元14把包括要在小區(qū)形狀改變中使用的小區(qū)半徑(LMAX)的值在內(nèi)的信息提供給小區(qū)形狀處理單元15。有關LMAX的詳細信息將在后面說明。小區(qū)形狀處理單元15把小區(qū)形狀改變所要使用的新小區(qū)半徑R1提供給信息信號處理單元16。此外，信息信號處理單元16把新小區(qū)半徑R1(改變的小區(qū)半徑)提供給發(fā)送單元17。但是，在此接合點，在LMAX由控制信息處理單元14提供的情況下，用LMAX的值設置R1，然后，通過信息信號處理單元16把R1提供給發(fā)送單元17。信息信號處理單元16更新一個信息信號的內(nèi)容，并將其提供給發(fā)送單元17。發(fā)送單元17把更新的信息信號發(fā)送到小區(qū)中的所有移動站。此外，發(fā)送單元17具有一個功能(例如發(fā)送功率控制)，以便把小區(qū)半徑改變?yōu)镽1。
另一方面，如果控制信號檢測單元13沒有檢測到來自移動站的改變停止信號，小區(qū)形狀處理單元15不考慮LMAX地把R1提供給發(fā)送單元17，并且在發(fā)送單元17中執(zhí)行小區(qū)形狀改變。
例如，移動站的結構如圖3所示。
圖3是本發(fā)明的移動站的方框圖。
移動站包括接收天線21，接收單元22，可連接基站檢測單元23，距離計算單元24，信息信號檢測單元25，小區(qū)半徑比較單元26，越區(qū)切換處理單元27，控制信號處理單元28，發(fā)送單元29，和發(fā)送天線30。在圖3中，箭頭表示信號的流動。
接收單元22通過接收天線21接收從基站發(fā)送的信號，所接收信號中包含的一個信息信號被提供給信息信號檢測單元25和可連接基站檢測單元23。在可連接基站檢測單元23中，從由接收單元22提供的信息信號中提取確定一個越區(qū)切換目的地所需的信息，例如可以與該移動站通信的基站的數(shù)量、基站標識符、接收電平等等，該信息被提供給越區(qū)切換處理單元27。當小區(qū)半徑比較單元26需要一個越區(qū)切換控制時，越區(qū)切換處理單元27中的信息包含有關越區(qū)切換目的地候選基站的信息。
在信息信號檢測單元25中，在從接收單元22接收的信息信號中提取有關小區(qū)半徑的信息。此處，該信息例如包括信號的接收電功率Pr，如果小區(qū)形狀改變實際發(fā)生時的新小區(qū)半徑R1，和當前基站發(fā)送電功率Ps等等。改變后小區(qū)半徑的值R1被提供給小區(qū)半徑比較單元26，并且計算一個距離(基站和移動站之間的距離)所需的其它值(例如Ps的值)被提供給距離計算單元24。
小區(qū)半徑比較單元26通過把改變后的新小區(qū)半徑R1與移動站和基站之間的距離進行比較，檢查移動站是否將留在基站的服務區(qū)域內(nèi)。如果確定出在實際改變小區(qū)半徑的情況下移動站將落到服務區(qū)域之外，則把一個越區(qū)切換指示提供給越區(qū)切換處理單元27，或把一個改變停止指示提供給控制信號處理單元28，這取決于是否有另一個可用于越區(qū)切換的基站。控制信號處理單元28產(chǎn)生該改變停止信號或與越區(qū)切換有關的控制信號，并且所產(chǎn)生的信號被從發(fā)送單元29發(fā)送。
接著，將參考圖4對本發(fā)明的小區(qū)半徑改變處理的第一實施例的概況進行說明。
圖4的部分(a)顯示用于解釋第一實施例的概況的移動通信系統(tǒng)。在該圖中，移動站A和B位于一個基站形成的服務區(qū)域(R0＝初始小區(qū)半徑)中，并且每個移動站可以與基站通信?；疽研^(qū)半徑從初始半徑R0改變?yōu)樾滦^(qū)半徑R1。
在圖4中，基站和移動站A之間的距離被表示為LA，基站和移動站B之間的距離被表示為LB。
圖4的部分(b)顯示，當僅有一個移動站A位于圖4的部分(a)的移動通信系統(tǒng)中的基站的小區(qū)半徑R0中時，基站執(zhí)行的小區(qū)半徑改變處理的概況。此處，該圖的水平軸表示從基站提出一個新小區(qū)半徑時開始所經(jīng)過的時間，垂直軸表示與所關注基站的距離(小區(qū)半徑)。
在圖4的部分(b)中，在時間t＝0，基站開始打算改變小區(qū)形狀并把有關該改變的信息作為信息信號的一部分提供給小區(qū)中的所有移動站。在t＝0和t＝T之間的時段期間，信息信號被發(fā)送到移動站，并且在t＝T使小區(qū)半徑變小。改變后的小區(qū)半徑被表示為R1。此處，假設移動站A的位置在該時段期間不變化。圖4的部分(a)顯示，移動站A在小區(qū)半徑改變前后都位于服務區(qū)域內(nèi)。在此情況下，對于移動站A不需要特殊處理。
圖4的部分(c)顯示，當僅有移動站B位于由圖4的部分(a)的移動通信系統(tǒng)中的基站形成的小區(qū)半徑R0中時，小區(qū)半徑改變處理的概況。
如圖4的部分(b)所示，當小區(qū)半徑變小時，移動站B在小區(qū)半徑變小的時間t＝T之后落到服務區(qū)域之外。但是，在本發(fā)明中，把小區(qū)半徑改變向移動站B提前報警，即，如果根據(jù)在t＝0和t＝T之間的時段期間接收的信息信號把小區(qū)半徑實際變小，移動站B將落到服務區(qū)域之外。因此，移動站B可以試圖把現(xiàn)有的通信連接越區(qū)切換到另一個基站。如果有另一個基站可用，則執(zhí)行越區(qū)切換，避免了通信中斷。如果沒有其它基站可用，移動站B把一個改變停止信號發(fā)送到基站，使得基站暫停小區(qū)半徑改變，或者修改新小區(qū)半徑，以使移動站B可以被繼續(xù)服務。
下面，對第一實施例的處理程序的細節(jié)進行解釋。
圖5是顯示基站的處理程序的流程圖，圖6是顯示移動站的處理程序的流程圖。
首先，參考圖5對基站的處理程序進行解釋。
當基站決定進行小區(qū)半徑改變時，信息信號處理單元16產(chǎn)生一個包括信息內(nèi)容(例如新小區(qū)半徑R1和當前發(fā)送電功率PS)的信息信號。把該信息信號周期性和重復地發(fā)送到小區(qū)中的移動站，啟動一個定時器(S1)，并等待一個來自移動站的響應(S2)。如圖4所示，從信息信號的發(fā)送開始時間到小區(qū)半徑改變實施的指定時間的時間長度被設置為T。當該預定時間過去時，即超時(S2的是)，控制信號檢測單元13檢查是否從一個或多個移動站接收到一個改變停止信號(S3)。如果已經(jīng)從一個或多個移動站接收到改變停止信號(S3的是)，從該改變停止信號中提取一個表示一個移動站和該基站之間的距離的值Li，并把該值提供給控制信息處理單元14(S4)。
否則，即，如果確定出沒有從移動站接收到改變停止信號(S3的否)，該過程結束，并返回第一處理步驟。
控制信息處理單元14確定距離值Li的最大值LMAX并把最大值LMAX提供給小區(qū)形狀處理單元15(S5)。小區(qū)形狀處理單元15把該值LMAX設置為新小區(qū)半徑R1的值，使得給出該最大值的移動站可以留在基站的服務區(qū)域內(nèi)(S6)。然后，該過程結束，并返回第一處理步驟，重復上述程序。
下面，參考圖6對移動站的處理程序進行說明。
當移動站的接收單元22從正與其通信的基站接收到信息信號時，所接收的信號被提供給信息信號檢測單元25。信息信號檢測單元25從所接收的信號中提取數(shù)據(jù)，例如接收電功率Pr，改變后的新小區(qū)半徑R1，和基站的當前發(fā)送電功率Ps(S11)，并把數(shù)據(jù)提供給距離計算單元24。距離計算單元24把從信息信號檢測單元25接收的接收電功率Pr和Ps應用到一個給出信號電功率與距離之間關系的公式(公式1)，計算移動站和所關注基站之間的距離Li(S12)。
(公式1)Pr＝A×Ps×(1/Li)4，其中A是表示基站和移動站之間的傳播路徑狀況的系數(shù)。
盡管本實施例采用例如公式1來計算移動站和基站之間的距離，可以使用適合于系統(tǒng)的傳播路徑特性的表示信號電功率與距離之間關系的另一個公式，本發(fā)明不限于使用公式1。
當距離計算單元24計算Li時，計算結果被提供給小區(qū)半徑比較單元26。小區(qū)半徑比較單元26把Li與R1進行比較(S13)。如果確定R1大于Li(S13的否)，該過程結束，因為這意味著在小區(qū)半徑改變后移動站將留在服務區(qū)域內(nèi)。否則，如果確定R1小于Li(S13的是)，該過程移動到下一個步驟(S14)，確定是否可能越區(qū)切換到另一個基站(S14)。該確定(S14)如下進行。
越區(qū)切換處理單元27接收從可連接基站檢測單元23逐一發(fā)送的信息項，并確定越區(qū)切換的可用性。確定的結果(基站越區(qū)切換的可用性)被周期性地提供給小區(qū)半徑比較單元26。小區(qū)半徑比較單元26使用由越區(qū)切換處理單元27提供的有關可連接基站的可用性的信息，確定是否有可能越區(qū)切換到另一個基站。
當小區(qū)半徑比較單元26進行上述確定(S14)并確定出有可能越區(qū)切換到另一個基站時(S14的否)，它命令控制信號處理單元28產(chǎn)生一個移動站進行越區(qū)切換時需要的控制信號。然后，該控制信號被提供給移動站，使得移動站進行到另一個基站的越區(qū)切換，并繼續(xù)通信。
否則，即，當確定出不可能越區(qū)切換到另一個基站時(S14的是)，所關注移動站的發(fā)送單元29把包含Li的改變停止信號發(fā)送到基站(S16)。根據(jù)本實施例，一個移動站能夠通過把包含Li值的信息發(fā)送到基站，來防止基站把小區(qū)半徑減小到小于Li。
下面，參考圖7對小區(qū)半徑改變處理的第二實施例的概況進行說明，其中一個基站基于本發(fā)明的小區(qū)形狀控制方法改變小區(qū)形狀。
在圖7中，與圖4一樣，水平軸表示從基站決定改變小區(qū)半徑開始所經(jīng)過的時間，垂直軸表示到基站的距離(小區(qū)半徑)。此處，在基站中，R0代表當前小區(qū)半徑，R1代表在基站打算執(zhí)行的改變后的新小區(qū)半徑。在本發(fā)明的第二實施例中，在N個步驟中進行小區(qū)半徑從R0到R1的改變，而不是一次改變。例如，在本實施例中，以三個步驟(N＝3)執(zhí)行小區(qū)半徑改變，即，如圖所示，小區(qū)半徑從R0減小到Rt＝R0-RL，Rt＝R0-2RL，然后是Rt＝R0-3RL＝R1。具體地說，在每個規(guī)定時段期間發(fā)送以下的階段改變小區(qū)半徑的Rt值。即，在t＝0和t＝T之間，Rt＝R0-RL，在t＝T和t＝2T之間，Rt＝R0-2RL，在t＝2T和t＝3T之間，Rt＝R0-3RL＝R1，上述三個Rt被提供給移動站，作為對小區(qū)形狀改變建議的新小區(qū)半徑值。如果移動站位于一個距離LB，在t＝0和t＝2T之間建議的半徑改變不影響該移動站，不需要進一步動作。但是，在t＝2T和t＝3T期間建議的半徑改變將使該移動站落到服務區(qū)域之外。因此，該移動站把改變停止信號發(fā)送到基站，從而把使移動站落到服務區(qū)域之外的小區(qū)半徑改變停止。
下面，對第二實施例的處理程序的細節(jié)進行解釋。
圖8和9是顯示基站的處理程序的流程圖，圖10是顯示移動站的處理程序的流程圖。
首先，參考圖8和圖9對基站的處理程序進行解釋。
如下面公式(公式2)所示，當在基站決定一個小區(qū)半徑改變時，通過把改變后的新小區(qū)半徑R1和當前小區(qū)半徑R0之間的差除以改變的次數(shù)N，獲得一個半徑遞減間隔RL(S21)。
(公式2)RL＝(R0-R1)/N接著，由下面公式(公式3)獲得基站逐步改變到的半徑Rt(S22)。
(公式3)Rt＝R0-RL上述過程由小區(qū)形狀處理單元15執(zhí)行。所得的Rt被提供給信息信號處理單元16。信息信號處理單元16產(chǎn)生一個包括Rt的數(shù)據(jù)和當前發(fā)送電功率Ps在內(nèi)的信息信號，通過發(fā)送單元17周期性和重復地把該信息信號發(fā)送到小區(qū)中的移動站，操作一個定時器，并等待來自移動站的響應(S23)。如圖7所示，把從該信息信號的發(fā)送開始時間到小區(qū)半徑改變的指定實施時間的時間長度設置為T。在對該響應等待了該預定時間后，即在超時后(S24的是)，基站確定是否已經(jīng)從一個或多個移動站接收到一個改變停止信號(S25)。如果已經(jīng)從一個或多個移動站接收到改變停止信號(S25的是)，停止發(fā)送所建議的小區(qū)改變的內(nèi)容，刪去在小區(qū)形狀處理單元15中設置的小區(qū)半徑數(shù)字值的值，并且停止小區(qū)半徑改變處理，使得發(fā)送該改變停止信號的移動站可以留在服務區(qū)域內(nèi)。即，如果新小區(qū)半徑R1被設置為等于Rr(S26)，在保持移動站位于服務區(qū)域內(nèi)的同時使小區(qū)半徑盡可能小。
另一方面，如果確定出在超時后(S24的是)沒有從任何移動站接收到改變停止信號(S25的否)，該過程到達最后階段，并且如果Rt＝R1(S27的是)，就結束。如果Rt不等于R1(S27的否)，Rt被設置為Rt-RL，并被提供給發(fā)送單元(S28)，并且該過程返回第一步驟。
下面，參考圖10對移動站的處理程序進行說明。
移動站的接收單元22接收來自正與移動站通信的基站的信息信號，并將其提供給信息信號處理單元25，信息信號處理單元25提取該信息信號中包括的數(shù)據(jù)，例如接收電功率Pr，改變后的小區(qū)半徑Rt和基站的當前發(fā)送電功率Ps(S31)，并把數(shù)據(jù)發(fā)送到距離計算單元24。距離計算單元24通過把所接收的電功率Pr和Ps應用到上述公式1，計算移動站和基站之間的距離Li(S32)。
而且，盡管本實施例采用例如公式1來計算移動站和基站之間的距離，可以使用適合于系統(tǒng)的傳播路徑特性的表示信號電功率與距離之間關系的另一個公式，本發(fā)明不限于使用公式1。
當距離計算單元24已經(jīng)如上所述計算了Li時，計算結果被提供給小區(qū)半徑比較單元26。小區(qū)半徑比較單元26把Rt與Li進行比較(S33)。如果該比較確定出Rt大于Li(S33的否)(這表示所關注的移動站在小區(qū)半徑改變后將留在放棄區(qū)域內(nèi))，該過程結束并返回第一處理步驟。
否則，如果確定出Rt小于Li(S33的是)，該過程移動到下一個步驟，在此確定是否有可能越區(qū)切換到另一個基站(S34)。該確定(S34)如下進行。
越區(qū)切換處理單元27接收由可連接基站檢測單元23逐個發(fā)送的信息項，并從所接收的信息中確定可連接基站的越區(qū)切換可用性。該確定的結果(在此情況下作為一個確定結果獲得的有關可連接基站的可用性的信息)被周期性地提供給小區(qū)半徑比較單元26。小區(qū)半徑比較單元26使用由越區(qū)切換處理單元27提供的有關可連接基站的可用性的信息，確定是否有可能越區(qū)切換到另一個基站。
當通過上述檢查確定出有可能越區(qū)切換到另一個基站時(S34)(S34的否)，小區(qū)半徑比較單元26命令控制信號處理單元28產(chǎn)生該移動站進行越區(qū)切換時需要的控制信號。使用該控制信號，移動站進行到另一個基站的越區(qū)切換，并繼續(xù)通信。
否則，當根據(jù)上述檢查確定出不可能越區(qū)切換到另一個基站時(S34的是)，所關注的移動站把一個改變停止信號發(fā)送到基站(S35)。從而，移動站可以停止基站的小區(qū)半徑改變處理，并且可以避免中斷正在進行的通信。
下面，參考圖11對小區(qū)半徑改變處理的第三實施例的概況進行說明，其中基站基于本發(fā)明的小區(qū)形狀控制方法來改變小區(qū)形狀。
對于圖11，與圖7相同，水平軸表示從基站決定進行小區(qū)半徑改變時開始所經(jīng)過的時間，垂直軸表示到所關注的基站的距離(小區(qū)半徑)。此處，在基站小區(qū)中，R0代表當前小區(qū)半徑，R1代表改變后的新小區(qū)半徑。在本發(fā)明的第三實施例中，在N個階段中把小區(qū)半徑從R0改變到R1。例如，在本實施例中，以三個步驟(N＝3)執(zhí)行小區(qū)半徑改變，即，如圖所示，小區(qū)半徑從R0減小到Rt＝R0-RL，Rt＝R0-2RL，然后是Rt＝R0-3RL＝R1。具體地說，在每個規(guī)定時段期間發(fā)送以下的階段改變小區(qū)半徑的Rt值。即，在t＝0和t＝T之間，Rt＝R0-RL，在t＝T和t＝2T之間，Rt＝R0-2RL，在t＝2T和t＝3T之間，Rt＝R0-3RL＝R1，上述三個Rt被提供給移動站，作為對小區(qū)形狀改變建議的新小區(qū)半徑值。
在第三實施例中，有關最后小區(qū)半徑R1的信息被添加到每個階段中的信息信號上，這是對第二實施例的一個附加。
在本例中，如果移動站和基站之間的距離是LB，在t＝0-2T期間建議的小區(qū)半徑改變是可接受的，不需要特殊處理。但是，在第三實施例中，在t＝0的開始也把基站將最終建議的最后小區(qū)半徑R1提供給移動站。因此，移動站可以在較早階段開始嘗試尋找另一個用于越區(qū)切換的基站，即一個第二基站。此外，即使第二基站正在改變其小區(qū)半徑的過程中，移動站也可以確定第二基站的最后小區(qū)半徑R1是否將包含該移動站。以此方式，可以減小越區(qū)切換的次數(shù)。此外，即使沒有一個基站到移動站的距離短于該基站的最后小區(qū)半徑(即沒有候選基站)，也有可能基于R1和階段改變小區(qū)半徑Rt選擇一個用于越區(qū)切換的基站，移動站與該基站的通信可以保持最長的可能時間。因此，由于可以使越區(qū)切換的次數(shù)最小，并且可以使控制信號(例如一個改變停止信號)的發(fā)送和接收最少，因此可以有效地利用無線資源。
下面，將對第三實施例的詳細處理程序進行解釋。
圖12和圖13是顯示基站的處理程序的流程圖，圖14和圖15是顯示移動站的處理程序的流程圖。
首先，參考圖12和圖13對基站的處理程序進行解釋。
當基站決定進行小區(qū)半徑改變時，通過把當前小區(qū)半徑R0和改變后的最后小區(qū)半徑R1之間的差除以改變的次數(shù)N，得到小區(qū)半徑的半徑遞減間隔RL(參見公式2)(S41)。接著，基站使用公式3從R0和RL之間的差得到Rt(S42)，Rt是基站逐漸地改變小區(qū)半徑時使用的階段改變小區(qū)半徑。這些處理由小區(qū)信息處理單元15執(zhí)行。信息信號處理單元16產(chǎn)生包含諸如R1，Rt，Ps，RL和T之類數(shù)據(jù)的信息，并通過發(fā)送單元17周期性和重復地把該信息發(fā)送到其小區(qū)中的移動站，操作一個定時器，并等待來自移動站的響應(S43)。如圖11所示，從該信息信號的發(fā)送開始時間到小區(qū)半徑改變實施的指定時間的時間長度被設置為T。在對響應等待了該預定時間后，即，在超時后(S44的是)，確定是否從一個或多個移動站接收到一個改變停止信號(S45)。如果確定出從一個或多個移動站接收到改變停止信號(S45的是)，則停止發(fā)送所建議的小區(qū)改變的信息，刪去在小區(qū)信息處理單元15中設置的小區(qū)半徑的值，并停止小區(qū)半徑改變處理，使得發(fā)送該改變停止信號的移動站可以留在服務區(qū)域內(nèi)。通過用Rt代替R1(S46)，在把所關注的移動站保持在服務區(qū)域內(nèi)的同時，把小區(qū)半徑設置在最小的可能值。
否則，如果確定出在超時后(S44的是)沒有從任何移動站接收到改變停止信號(S45的否)，該過程到達最后步驟，并且如果Rt＝R1，則結束(S47的是)。如果Rt不等于R1(S47的否)，用Rt-RL代替Rt，并將其提供給發(fā)送單元17(S48)，并且該過程返回第一步驟。
下面，參考圖14和圖15對移動站的處理程序進行解釋。
如圖所示，第三實施例中移動站的處理程序與第二實施例的處理程序類似。但是，第三實施例中的移動站能夠選擇一個可以比其它基站繼續(xù)更長時間連接的基站來作為越區(qū)切換目的地。即，移動站可以接收來自一個候選基站的信息信號，并使用包含在該信息信號中的Rt，R1，RL和T計算直至該候選基站的小區(qū)半徑到達R1的剩余時間。以此方式，移動站可以在其落到候選基站的服務區(qū)域之外前，嘗試越區(qū)切換到候選基站。
此外，移動站能夠從Ps和來自候選基站的信息信號的接收信號電平來計算到候選基站的距離。通過把計算結果與R1進行比較，移動站可以確定在小區(qū)比較改變后其是否將留在服務區(qū)域內(nèi)。使用這種信息，移動站可以選擇一個與其通信的基站，使得越區(qū)切換的次數(shù)最小。
盡管上述實施例是基于自主地控制小區(qū)形狀的基站，本發(fā)明也可以應用于一種其中由一個管理多個基站的中心站來控制小區(qū)形狀的結構。在這種結構中，小區(qū)形狀控制是基于從由中心站管理的基站獲得的信息進行的。例如，中心站可以是一個無線電路控制站。
在實施例中，基站的小區(qū)形狀處理單元15的小區(qū)形狀控制功能包括小區(qū)形狀改變停止裝置，小區(qū)形狀改變裝置，小區(qū)半徑逐漸改變裝置。信息信號處理單元16的信息功能包括第一小區(qū)信息提供裝置和第二小區(qū)信息提供裝置。
此外，移動站的小區(qū)半徑比較單元26的比較功能代表一個預備小區(qū)外檢測裝置，發(fā)送單元29的信號發(fā)送功能代表一個檢測結果提供裝置和一個距離信息提供裝置，距離計算單元24的距離計算功能代表一個距離計算裝置，越區(qū)切換處理單元27的越區(qū)切換處理功能代表一個第一越區(qū)切換裝置和一個第二越區(qū)切換裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的小區(qū)形狀控制方法和移動通信系統(tǒng)，移動站能夠向基站通知一個計劃的小區(qū)半徑減小是否可接受，并且基站基于來自移動站的信息減小小區(qū)半徑以足以覆蓋移動站，可以防止由于正在通信的移動站落到減小的小區(qū)半徑之外而導致通信中斷。
本發(fā)明進一步實現(xiàn)了一種可以根據(jù)上述小區(qū)形狀控制方法改變小區(qū)形狀的基站。
本發(fā)明進一步實現(xiàn)了一種可以根據(jù)上述小區(qū)形狀控制方法保持通信不中斷的移動站。
此外，本發(fā)明不限于這些實施例，在不偏離本發(fā)明范圍的條件下可以進行各種變型和修改。
本申請基于2001年9月10日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權申請No.2001-274214，其全部內(nèi)容包含在此作為參考。
權利要求
1.一種用于控制小區(qū)的形狀的小區(qū)形狀控制方法，由一個基站在與該小區(qū)中的一個移動站通信的同時執(zhí)行該方法，該方法包括以下步驟基站向移動站提供與小區(qū)形狀改變有關的信息；在基站執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，移動站基于與小區(qū)形狀改變有關的信息，確定如果執(zhí)行了小區(qū)形狀改變的話、移動站是否將落到小區(qū)之外；把移動站的確定結果提供給基站；和基站基于移動站提供的確定結果，暫停小區(qū)形狀改變。
2.根據(jù)權利要求1所述的小區(qū)形狀控制方法，進一步包括以下步驟當移動站確定出如果執(zhí)行了小區(qū)形狀改變的話、移動站將落到小區(qū)之外時，移動站計算移動站和基站之間的距離；移動站向基站提供與該距離有關的信息；和基站基于與該距離有關的信息執(zhí)行小區(qū)形狀改變。
3.根據(jù)權利要求1所述的小區(qū)形狀控制方法，進一步包括以下步驟當移動站確定出小區(qū)形狀改變將使移動站落到小區(qū)之外時，移動站嘗試越區(qū)切換到另一個基站。
4.根據(jù)權利要求1所述的小區(qū)形狀控制方法，進一步包括以下步驟在執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，基站在一個預定時段內(nèi)以預定間隔向小區(qū)內(nèi)的所有移動站提供與小區(qū)形狀改變有關的信息。
5.一種用于控制小區(qū)的形狀的小區(qū)形狀控制方法，由一個基站在與該小區(qū)中的一個移動站通信的同時執(zhí)行該方法，該方法包括以下步驟基站向移動站提供與小區(qū)形狀改變有關的信息，其中以預定間隔在兩個或過多個階段中執(zhí)行小區(qū)形狀改變，這些階段包括一個最后階段；移動站確定如果通過該最后階段執(zhí)行小區(qū)形狀改變的話、移動站是否將落到小區(qū)之外；和如果移動站確定出如果通過該最后階段執(zhí)行小區(qū)形狀改變的話、移動站將落到小區(qū)之外，移動站將嘗試越區(qū)切換到另一個基站，即使移動站在任何先前階段中將保留在該小區(qū)內(nèi)。
6.根據(jù)權利要求5所述的小區(qū)形狀控制方法，進一步包括以下步驟在執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，基站在一個預定時段內(nèi)以預定間隔向小區(qū)內(nèi)的所有移動站提供與小區(qū)形狀改變有關的信息。
7.根據(jù)權利要求5所述的小區(qū)形狀控制方法，進一步包括以下步驟在執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，基站在一個預定時段內(nèi)以預定間隔向小區(qū)內(nèi)的所有移動站提供與小區(qū)形狀改變有關的信息，其中與小區(qū)形狀改變有關的信息包含有關下一個階段的小區(qū)半徑和最后階段的小區(qū)半徑的信息。
8.一種由兩個或更多個移動站和一個控制一小區(qū)的形狀的基站配置成的移動通信系統(tǒng)，包括預備小區(qū)外檢測裝置，使得在基站執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，每個移動站能夠基于由基站提供給移動站的與小區(qū)形狀改變有關的信息，確定如果執(zhí)行了小區(qū)形狀改變的話、移動站是否將落到小區(qū)之外；檢測結果提供裝置，使得移動站能夠把預備小區(qū)外檢測的結果提供給基站；和小區(qū)形狀改變停止裝置，使得基站能夠基于由移動站提供的確定結果，暫停小區(qū)形狀改變。
9.根據(jù)權利要求8所述的移動通信系統(tǒng)，進一步包括距離計算裝置，使得當移動站確定出移動站將落到小區(qū)之外時，移動站能夠計算移動站和基站之間的距離；距離信息提供裝置，使得移動站能夠把計算結果作為距離信息提供給基站；和小區(qū)形狀改變裝置，使得基站能夠基于由移動站提供的距離信息，執(zhí)行小區(qū)形狀改變。
10.根據(jù)權利要求8所述的移動通信系統(tǒng)，進一步包括第一越區(qū)切換裝置，使得當移動站確定出移動站將落到小區(qū)之外時，移動站能夠嘗試把通信連接改變到另一個基站。
11.根據(jù)權利要求8所述的移動通信系統(tǒng)，進一步包括第一信息提供裝置，使得在執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，基站能夠在一個預定時段內(nèi)以預定間隔向小區(qū)內(nèi)的所有移動站提供與小區(qū)形狀改變有關的信息。
12.一種由兩個或更多個移動站和一個控制一小區(qū)的形狀的基站配置成的移動通信系統(tǒng)，包括小區(qū)半徑逐漸改變裝置，使得基站能夠以預定間隔在兩個或更多個階段中執(zhí)行小區(qū)形狀改變，這些階段包括一個最后階段；和第二越區(qū)切換裝置，使得當移動站確定出如果通過最后階段執(zhí)行了小區(qū)形狀改變的話、移動站將落到小區(qū)之外時，移動站能夠嘗試把通信連接改變到另一個基站，即使在任何先前階段中移動站會保留在先前內(nèi)。
13.根據(jù)權利要求12所述的移動通信系統(tǒng)，進一步包括第一小區(qū)信息提供裝置，使得在執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，基站能夠在一個預定時段內(nèi)以預定間隔向小區(qū)內(nèi)的所有移動站提供與小區(qū)形狀改變有關的信息。
14.根據(jù)權利要求13所述的移動通信系統(tǒng)，進一步包括第二小區(qū)信息提供裝置，使得在執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，基站能夠在一個預定時段內(nèi)以預定間隔向小區(qū)內(nèi)的所有移動站提供與小區(qū)形狀改變有關的信息，其中與小區(qū)形狀改變有關的信息包含關于下一個階段的小區(qū)半徑和最后階段的小區(qū)半徑的信息。
15.一種基站，在與小區(qū)內(nèi)的一個移動站通信的同時，根據(jù)相鄰小區(qū)的狀況改變小區(qū)形狀，該基站包括小區(qū)形狀改變停止裝置，用于基于由移動站提供的信息，暫停小區(qū)形狀改變。
16.根據(jù)權利要求15所述的基站，進一步包括第一小區(qū)信息提供裝置，使得在執(zhí)行改變之前，基站能夠在一個預定時段內(nèi)以預定間隔把關于預定要改變的小區(qū)半徑的信息提供給小區(qū)內(nèi)的所有移動站。
17.根據(jù)權利要求16所述的基站，進一步包括小區(qū)半徑逐漸改變裝置，使得基站能夠以預定間隔按階段逐漸改變小區(qū)半徑，直至它達到一個最后小區(qū)半徑。
18.根據(jù)權利要求17所述的基站，進一步包括第二小區(qū)信息提供裝置，使得基站能夠在一個時段內(nèi)以預定間隔向移動站提供關于對應于下一個階段的小區(qū)半徑和最后小區(qū)半徑的信息，其中以預定間隔逐漸改變小區(qū)半徑。
19.一種基站，在與小區(qū)內(nèi)的一個移動站通信的同時，根據(jù)相鄰小區(qū)的狀況改變小區(qū)形狀，該基站包括小區(qū)形狀改變裝置，其根據(jù)一個可以基于來自移動站的信息修改的參數(shù)來改變小區(qū)形狀，使得在小區(qū)形狀改變后移動站可以留在小區(qū)內(nèi)。
20.一種與一個基站通信的移動站，包括預備小區(qū)外檢測裝置，使得在執(zhí)行小區(qū)形狀改變之前，移動站能夠確定如果基站執(zhí)行了小區(qū)形狀改變的話、移動站是否將落到基站的小區(qū)之外；和檢測結果提供裝置，使得移動站能夠把預備小區(qū)外檢測的結果提供給基站。
21.根據(jù)權利要求20所述的移動站，其中預備小區(qū)外檢測裝置進一步包括距離計算裝置，當移動站確定出移動站將落到小區(qū)之外時，計算移動站和基站之間的距離；和距離信息提供裝置，向基站提供由距離計算裝置執(zhí)行的計算結果。
22.根據(jù)權利要求20所述的移動站，進一步包括第一越區(qū)切換裝置，使得當移動站根據(jù)預備小區(qū)外檢測的結果確定出移動站將落到小區(qū)外時，移動站能夠嘗試把通信連接改變到另一個基站。
23.一種在一個小區(qū)中與一個基站通信的移動站，包括第二越區(qū)切換裝置，使得當移動站從由基站提供給移動站的與小區(qū)形狀改變有關的信息中確定出，如果基站通過一個最后階段執(zhí)行小區(qū)形狀改變的話、移動站將落到小區(qū)之外時，移動站能夠嘗試把通信連接改變到另一個基站，即使在任何先前階段中移動站會留在小區(qū)內(nèi)。
全文摘要
當一個移動通信系統(tǒng)的一個基站試圖為了節(jié)省功率、提高頻率復用等等而減小其小區(qū)半徑時，造成的危險是在由基站服務的一個移動站與該基站之間的正在進行的通信可能中斷，這可以通過以下措施避免基站把關于新小區(qū)半徑的信息發(fā)送到當前小區(qū)中的移動站；移動站以根據(jù)從基站接收的信息確定的一個肯定或否定應答對基站進行響應；基站根據(jù)來自移動站的響應，暫停或修改所嘗試的小區(qū)半徑減??；并且，由于移動站能夠檢測相鄰基站的最后小區(qū)半徑，因此移動站能夠比以前更有效地執(zhí)行越區(qū)切換。
文檔編號H04L12/28GK1406097SQ0213206
公開日2003年3月26日 申請日期2002年9月10日 優(yōu)先權日2001年9月10日
發(fā)明者藤部秀樹, 佐藤嬉珍 申請人:株式會社Ntt都科摩