專利名稱：控制通信系統(tǒng)中越區(qū)切換的方法和設(shè)備的制作方法
本申請是申請日為1998年2月10日，申請?zhí)枮?8802471.3，發(fā)明名稱為“控制通信系統(tǒng)中越區(qū)切換的方法和設(shè)備”的分案申請。
II.有關(guān)技術(shù)的描述

圖1是按照使用IS-95空中接口標(biāo)準(zhǔn)配置的蜂窩電話系統(tǒng)的示意圖。IS-95標(biāo)準(zhǔn)及其派生標(biāo)準(zhǔn)諸如IS-95-A、IS-99、IS-657和ANSI J-STD-008等等(這里把它們統(tǒng)稱為IS-95標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定了用碼分多址(CDMA)信號處理技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字蜂窩電話系統(tǒng)的接口。在名為“在CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中產(chǎn)生信號波形的系統(tǒng)和方法”的第5,103,459號美國專利中也描述了實質(zhì)上按照使用IS-95配置的蜂窩電話系統(tǒng)，該專利轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并且按參考文獻在此引入。
如大多數(shù)蜂窩電話系統(tǒng)一貫的配置那樣，IS-95允許使用一組通過基站控制器(BSC)14和移動交換中心(MSC)16耦合至公用電話交換網(wǎng)(PSTN)18的基站12提供移動電話服務(wù)。在電話呼叫期間，用戶裝置10(通常是蜂窩電話)使用CDMA調(diào)制的射頻(RF)信號與一個或多個基站12連接。從基站12發(fā)射至用戶裝置的射頻信號稱為前向鏈路，而從用戶裝置10發(fā)射至基站12的射頻信號稱為反向鏈路。
與大多數(shù)其他的蜂窩電話系統(tǒng)不同，當(dāng)用戶裝置10從第一基站12的覆蓋區(qū)域轉(zhuǎn)移至第二基站的覆蓋區(qū)域時，IS-95通信系統(tǒng)能夠進行軟越區(qū)切換(簡稱軟切換)。在軟切換中，用戶裝置10在終止與第一基站的通信鏈路之前建立與第二基站的通信鏈路。因而，軟切換需要同時與第一和第二基站連接，這是用戶裝置10b的狀態(tài)，如圖1所示。在名為“CDMA蜂窩通信系統(tǒng)中由移動電臺協(xié)助的軟切換”的第5,267,261號美國專利中描述了進行軟切換的較佳實施例，該專利轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并且按參考文獻在此引入。軟切換能夠與硬切換形成對照，在硬切換中，在建立與第二基站的鏈路之前先終止與第一基站的鏈路。
在基于CDMA的蜂窩電話系統(tǒng)中，由于相鄰的基站以相同的RF頻帶發(fā)射，并且在覆蓋區(qū)域的邊界處，兩個前向鏈路信號之間的干擾迅速而不可預(yù)測地波動，因此一般需要軟切換。這種干擾引起的衰落導(dǎo)致在用戶裝置10處接收信號-噪聲比差，它又導(dǎo)致了基站12所需發(fā)射功率較高，或者差錯率較高，或者兩者兼而有之。在軟切換期間，第一和第二基站12發(fā)射重復(fù)的用戶數(shù)據(jù)的復(fù)制物至用戶裝置10，以提供信號源分集。因而，如果基站12相對于另一個基站12衰落，則用戶裝置10仍然能夠適當(dāng)接收一個信號。兩個前向鏈路信號也能在用戶裝置10處組合，這樣，即使當(dāng)沒有一個前向鏈路信號以足夠電平單獨得到接收時，這種組合也能導(dǎo)致適當(dāng)接收。
應(yīng)該注意，軟切換也能夠包括三個或更多個基站12，它們都發(fā)送重復(fù)的數(shù)據(jù)至用戶裝置10。一般，由軟切換提供的信號分集使它比硬切換更加穩(wěn)健，這樣，呼叫更不容易丟失。
雖然軟切換具有比硬切換更加穩(wěn)健的優(yōu)點，但它也具有需要發(fā)送兩個或更多個相同的用戶數(shù)據(jù)的缺點。在依照IS-95或其他類型的CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中，這些多重發(fā)送會增大或減小蜂窩電話系統(tǒng)的總?cè)萘?。是增大還是減小取決于對用戶裝置10的衰落狀態(tài)。
然而，近來希望連同已經(jīng)由IS-95蜂窩電話系統(tǒng)提供的移動電話服務(wù)，一起提供較高傳輸速率通信服務(wù)。在名為“擴展頻譜通信系統(tǒng)中提供速率預(yù)定數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備”的1996年5月31日提出的第08/656,649號以及名為“用于CDMA電信系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)速率補充信道”的1997年1月15提出的第08/784,281號待批美國專利申請中描述了這些較高速率的鏈路的例子，這兩項申請都轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并且按參考文獻在此引入(高數(shù)據(jù)速率專利申請)。
這些較高速率通信以比典型的基于話音的通信大很多的功率發(fā)送，這在軟切換期間顯著增大了產(chǎn)生多重發(fā)送的負(fù)面影響。由于仍然需要允許用戶裝置10作高速通信，以在不同的基站12的覆蓋區(qū)域之間轉(zhuǎn)移，所以需要別的進行越區(qū)切換的方法和設(shè)備。
如果對于每一通信把發(fā)射功率降至最小而保持相同的差錯率，則CDMA蜂窩電話系統(tǒng)的容量增至最大。當(dāng)在軟切換期間存在衰落時，從兩個基站發(fā)送前向鏈路信號一般導(dǎo)致功率總量最小，這里，功率總量是由基站輻射至用戶裝置的功率的總和。當(dāng)在軟切換期間不存在衰落時，從一個基站發(fā)送的前向鏈路信號使用最少量的功率，因為從信號源分集得到不到好處。
已經(jīng)有一些建議來增加基于IS-95/ANSI-J-008的CDMA蜂窩/PCS系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)速率。在上述高數(shù)據(jù)速率專利申請中揭示了兩種較佳的方法來增加CDMA通信系統(tǒng)的前向鏈路傳輸?shù)目傻玫降臄?shù)據(jù)速率。為了提高在前向鏈路上的數(shù)據(jù)速率，組合多個Walsh碼信道以發(fā)送數(shù)據(jù)至用戶。在用于經(jīng)前向鏈路發(fā)送高速數(shù)據(jù)的第一實施例中，符合IS-95標(biāo)準(zhǔn)的多個Walsh信道獨立地載送部分?jǐn)?shù)據(jù)流至遠端高速數(shù)據(jù)接收機。在另一個實施例中，能夠提供高速數(shù)據(jù)信道，其中，高速數(shù)據(jù)信道由可用Walsh信道的組合產(chǎn)生，以提供由短Walsh碼擴展的等效碼信道。對于每種情形，分派給高數(shù)據(jù)速率用戶一基本碼信道，除了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)外，該信道還載送信令消息和反向鏈路功率控制子信道。此外，還分派給高數(shù)據(jù)速率用戶一個或多個補充碼信道，當(dāng)按照上述方法發(fā)送時，該信道只載送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。補充碼信道可以包括一組Walsh碼信道，除基本信道外，這些碼信道也發(fā)送至遠端高速接收機。補充碼信道還可以包括用于提供縮短的Walsh信道的Walsh信道的組合。
在許多情況下，數(shù)據(jù)用戶是靜止的。當(dāng)用戶裝置靜止時，軟切換對前向鏈路的運行沒有任何增益。當(dāng)用戶裝置接收高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時，只有用戶裝置接收得最好的那個基站應(yīng)該發(fā)送數(shù)據(jù)至該用戶裝置，以優(yōu)化前向鏈路容量的使用。然而，當(dāng)用戶裝置非靜止時，軟切換一般對前向鏈路的運行有增益。在該情況下，從多個基站發(fā)送數(shù)據(jù)至用戶裝置會有利。于是，本發(fā)明的一個目的是檢測用戶裝置是否靜止，而如果是靜止的，則防止用戶裝置進入軟切換。此外，即使當(dāng)用戶裝置非靜止，許多情況下也是只有在用戶裝置處接收到最強信號的那個基站應(yīng)該發(fā)送信號至用戶裝置，以使容量最大化。當(dāng)有來自特定的基站的足夠多的多路徑時，一般會出現(xiàn)這種情況。本發(fā)明的目的在于判定單個基站最好何時對非靜止的用戶裝置進行發(fā)送。本發(fā)明根據(jù)由用戶裝置遇到的信道條件，通過在最有效的狀態(tài)下進行軟切換而使CDMA蜂窩電話系統(tǒng)的性能優(yōu)化。
按照本發(fā)明的一個方面，提供一種控制通信系統(tǒng)中越區(qū)切換的方法，該系統(tǒng)中，通過在基本信道上提供所述數(shù)據(jù)的第一子組和在至少一個補充信道上提供所述數(shù)據(jù)的第二子組，把數(shù)據(jù)發(fā)送至遠端電臺。此方法包括接收來自所述用戶裝置的導(dǎo)頻強度測量消息；根據(jù)所述導(dǎo)頻強度測量消息，選擇多個基站，用于在所述基本信道上提供對所述用戶裝置的發(fā)送；獨立地選擇所述多個基站的至少一個基站，用于在所述至少一個補充信道上提供對所述用戶裝置的發(fā)送。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種設(shè)備，用于在多個基站之間控制用戶裝置的越區(qū)切換，所述設(shè)備包括用于控制在基本信道中和在補充信道中發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置；用于選擇多個基站以在基本信道中發(fā)送數(shù)據(jù)以及用于選擇多個基站的一個或數(shù)個基站以在補充信道中發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置。
本發(fā)明還提供了一種在多個基站之間控制用戶裝置的越區(qū)切換的方法，該方法包括控制在基站信道中和在補充信道中的數(shù)據(jù)發(fā)送；選擇多個基站用于在基本信道中發(fā)送數(shù)據(jù)；選擇多個基站的一個或數(shù)個基站用于在補充信道中發(fā)送數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明的第一實施例中，通信系統(tǒng)提供前向鏈路上的基本碼信道和補充碼信道的獨立的切換。由于對基本碼信道和補充碼信道有不同的性能要求，使基本碼信道處于軟切換而補充碼信道不處于軟切換，可提供靈活性以優(yōu)化用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)那跋蜴溌返氖褂?。在較佳實施例中，每當(dāng)任一前向鏈路處于軟切換，反向鏈路總處于軟切換(即，用戶裝置的發(fā)送由多個基站接收)。
在另一示范實施例中，使用在IS-95和上述的No.5,267,261美國專利描述的相同的切換判據(jù)，把基本碼信道放在軟切換中(即，從多于一個基站發(fā)送相同的數(shù)據(jù)比特)，而只在某些狀態(tài)下把補充碼信道放在軟切換中。當(dāng)補充碼信道不在切換中時，補充碼信道只由具有在用戶裝置處接收到的最強導(dǎo)頻的基站發(fā)送。為了實現(xiàn)補充碼信道和基本代碼信道的獨立切換，延伸切換方向消息(它把用戶裝置引入正在向其發(fā)送數(shù)據(jù)的基站)應(yīng)該分開指定發(fā)送基本碼信道和補充碼信道的基站(或?qū)ьlPN偏移)。
在下面的描述中，揭示了一種判據(jù)，它可用于判定何時把補充碼信道放入軟切換。判據(jù)包括1.由用戶裝置發(fā)送導(dǎo)頻強度測量消息的內(nèi)容(導(dǎo)頻、PN相位和導(dǎo)頻強度)改變時。
2.用于補充碼信道的導(dǎo)頻強度顯著改變時。
3.最佳基站(它具有在用戶裝置處接收到的最強導(dǎo)頻)頻繁改變時。
4.由用戶裝置接收的所有導(dǎo)頻的強度之和顯著改變時。
5.在反向鏈路幀中接收到的差錯指示符比特(EIB)翻動時(指出前向鏈路幀已被有差錯地接收了)。
6.從不同的現(xiàn)用組成員接收到的反向鏈路幀的質(zhì)量改變時(即，選擇器頻繁地選擇從軟切換中的不同的基站接收到的幀)。
7.移動電臺使用其導(dǎo)頻濾波器報告一個導(dǎo)頻對另一個導(dǎo)頻的相對強度時。這告訴基站哪些導(dǎo)頻信道應(yīng)該在補充信道的現(xiàn)用組中。
8.來自發(fā)送基本信道的基站的導(dǎo)頻信道強度相對于來自發(fā)送高速鏈路的基站的導(dǎo)頻信道強度增加時。
較好的前向鏈路功率控制也導(dǎo)致較大的前向鏈路容量。因而，本發(fā)明的一個目的是描述一種改進的方法來控制基本碼信道和補充碼信道的發(fā)射功率，以增加前向鏈路容量。設(shè)想，可以用不同于基本碼信道的功率電平的功率電平發(fā)射補充碼信道。例如，因為在檢測到差錯后能夠重新發(fā)送數(shù)據(jù)，所以補充碼信道(只載送數(shù)據(jù)，而不載送信令消息)可以用低于基本碼信道的功率發(fā)送。在此情況下，雖然在補充碼信道上的幀差錯率(FER)可以允許較高，可用重新發(fā)送的數(shù)據(jù)分組差錯率卻與無重新發(fā)送時在基本碼信道上的FER相同甚至更低。在另一應(yīng)用(諸如需要極低差錯率的數(shù)據(jù)應(yīng)用)中，可以用比基本碼信道的功率電平更高的功率電平發(fā)送補充碼信道。
可用與在IS-95和ANSI-J-008中規(guī)定的相同的前向功率控制方法來控制基本碼信道的發(fā)射功率。以帶有對基本碼信道可調(diào)偏移(以dB為單位)的功率電平來發(fā)送補充代碼信道。響應(yīng)于前向功率控制，補充碼信道的功率和基本碼信道的功率改變相同的增量(因此，兩者之間的偏移保持不變)。當(dāng)信道狀態(tài)改變時，調(diào)節(jié)該偏移，以保持在補充碼信道上的目標(biāo)FER。
可用上述判數(shù)來檢測信道狀態(tài)的改變。此外，可以規(guī)定類似于功率測量報告消息的消息來報告在補充碼信道中的幀差錯。也可以用在IS-99中提出并在下面更詳細描述的由無線鏈路協(xié)議(RLD)產(chǎn)生的NAK來指出接收到的幀差錯。估算得的FER又可用來觸發(fā)偏移的調(diào)節(jié)。
較佳實施例的詳細描述描述控制高速率鏈路適當(dāng)運行所需的發(fā)射功率的方法和設(shè)備。在下面的描述中，提出了按IS-95標(biāo)準(zhǔn)運行的CDMA蜂窩電話系統(tǒng)的范圍內(nèi)的本發(fā)明的實施例。雖然本發(fā)明特別適合于按IS-95標(biāo)準(zhǔn)運行的蜂窩電話系統(tǒng)的操作，但希望減少干擾的其他無線通信系統(tǒng)(包括基于衛(wèi)星的電信系統(tǒng))都可以使用本發(fā)明。
圖2是按照本發(fā)明的例示實施例配置的蜂窩電話系統(tǒng)的一部分的方框圖。用戶裝置30a和30b已經(jīng)與兩個基站32a和32b建立了雙向鏈路，因此處于軟切換，而用戶裝置30c只接基站32a，因此進行單鏈路接口?；?2a和32b通過有線線路接至CDMA互連子系統(tǒng)(CIS)40。
CIS40位于基站控制器(BSC)36內(nèi)，并且耦合至選擇器子系統(tǒng)38和管理系統(tǒng)44。管理系統(tǒng)44耦合至用戶數(shù)據(jù)庫46。形成BSC36的各個系統(tǒng)以及基站32通過使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分組交換數(shù)據(jù)和控制信息，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分組中包含允許CIS40選定通信路由的地址。在工作期間，管理系統(tǒng)44使用包含在用戶數(shù)據(jù)庫46中的用戶信息，配置并控制選擇器子系統(tǒng)38和基站32。
按照本發(fā)明的一個實施例，來自基站32a和32b的前向鏈路信號包括一組稱之為信道的子信號。由64個正交Walsh碼之一(它與使用IS-95相符)調(diào)制發(fā)射數(shù)據(jù)形成信道。于是，在前向鏈路信號中可以發(fā)送多至64個前向鏈路信道。
前向鏈路信道包括一個導(dǎo)頻信道和一組通信業(yè)務(wù)信道，導(dǎo)頻信道便于前向鏈路信號的獲取和處理，通信業(yè)務(wù)信道用于與用戶裝置30進行電話呼叫或其他通信的前向鏈路部分。經(jīng)各個信道發(fā)送的信令和通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)格式化為幀。
按照上述高數(shù)據(jù)速率專利申請中描述的高數(shù)據(jù)速率鏈路，在所示的結(jié)構(gòu)中，用戶裝置30a進行傳統(tǒng)的IS-95式樣的低數(shù)據(jù)速率雙向話音或數(shù)據(jù)通信，而用戶裝置30b進行較高數(shù)據(jù)速率的前向鏈路通信以及較低數(shù)據(jù)速率的反向鏈路通信。按照這種結(jié)構(gòu)，基站32a和32b分派單一前向鏈路通信業(yè)務(wù)信道作為與用戶裝置30a通信的基本信道50。為建立與用戶裝置30b的高數(shù)據(jù)速率通信，基站32a和32b分派一組前向鏈路通信業(yè)務(wù)信道(作為基本信道50)和一組補充信道52。如下所述，由于在軟切換期間補充信道52不總是從兩個基站32發(fā)送，因此把它們用虛線示出。
在本發(fā)明的較佳實施例中，基本信道可用于發(fā)送信令數(shù)據(jù)以及一級和二級通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，而補充信道可用于發(fā)送一級和二級通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，但不發(fā)送信令數(shù)據(jù)。一級和二級通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)代表用于同時發(fā)送兩種不同類型的用戶數(shù)據(jù)(話音和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))的兩個子信道。
在本發(fā)明的較佳實施例中，用與傳統(tǒng)的較低速率IS-95前向鏈路信道相同或相似的方式處理基本信道。還有，最好按照上述高數(shù)據(jù)速率專利申請產(chǎn)生補充信道。
在本發(fā)明的較佳實施例中，來自用戶裝置30a和30b的反向鏈路信號組成單一較低速率的信道。如IS-95系統(tǒng)的情形那樣，藉助于用長信道碼(它對于每個用戶裝置30是唯一的)調(diào)制發(fā)送數(shù)據(jù)形成反向鏈路信道。另外，對于由IS-95提供的傳輸速率之一(通常稱之為速率組2)，在每個反向鏈路幀中包括一個差錯指示符比特(EIB)，它指出是否正確接收到最后的前向鏈路幀。
也可使用較高速率反向鏈路信號。在下述資料中描述了高速率反向鏈路信號的一個例子。它們是名為“相移編碼的子信道”的第08/766,372號和名為“高數(shù)據(jù)速率CDMA無線通信系統(tǒng)”的第08/654,433號待批美國專利申請，它們都轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并且按參考文獻在此引入。
由基站32a藉助于反向鏈路信號接收到的數(shù)據(jù)幀由CIS作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分組傳送至選擇器子系統(tǒng)38。選擇器子系統(tǒng)38對每個正在處理的呼叫分派選擇器資源。在本發(fā)明的較佳實施例中，選擇器資源是執(zhí)行一組軟件指令的微處理器(未示出)。
對于以傳統(tǒng)的較低速率模式工作的用戶裝置30a，以傳統(tǒng)方式進行軟切換。即，基站32a和32b都分派一個基本信道50來把相同的前向鏈路數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶裝置30a。另外，基站32a和32b都試圖處理來自用戶裝置30a的反向鏈路信號，由此產(chǎn)生送至BSC36中的選擇器子系統(tǒng)38的接收數(shù)據(jù)幀。在名為“CDMA蜂窩電話系統(tǒng)通信中提供軟切換的方法和系統(tǒng)”的第5,101,501號美國專利中也描述了進行軟切換的系統(tǒng)和方法，該專利轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并且按參考文獻在此引入。
在選擇器子系統(tǒng)38中的選擇器資源通過進行幀選擇和幀分配協(xié)助進行傳統(tǒng)的軟切換。幀選擇是根據(jù)包含在每個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分組中的品質(zhì)指示信息，對從基站32a和32b接收到的兩個反向鏈路幀之一作的反復(fù)選擇。把選出的幀進行聲解碼并且送至MSC16(圖19，以作進一步的處理。
幀分配是把前向鏈路幀反復(fù)復(fù)制并分配至基站32a和32b，以發(fā)送至用戶裝置30a。如上面指出的那樣，在軟切換中可以包括兩個以上的基站32，幀選擇和幀分配可以包括兩個以上幀的反復(fù)處理。
選擇器資源還通過與用戶裝置30a交換信令消息來協(xié)助處理傳統(tǒng)的軟切換，以和諧地進行軟切換。一種這樣的信令消息是導(dǎo)頻強度測量消息(PSMM)，它由用戶裝置30產(chǎn)生而由選擇器資源接收。PSMM列出了在由用戶裝置30a進行的反復(fù)搜索期間檢測的一組導(dǎo)頻信道，包括每個導(dǎo)頻信道接收的信號強度和PN相位。PSMM提出了用戶裝置30a能成功地與之通信的一組基站32。在本發(fā)明的較佳實施例中，當(dāng)導(dǎo)頻信道的強度和持續(xù)時間按上述第5,267,261號裝置專利的描述改變時，產(chǎn)生PSMM。
響應(yīng)于PSMM，選擇器資源判定是否需要軟切換，而如果判定需要的話，就發(fā)送延伸切換方向消息(EHDM)至用戶裝置30a。此外，選擇器指令目標(biāo)基站32(即，由其建立新的RF接口的基站)開始搜索來自用戶裝置30的反向鏈路信號。選擇器資源還指令目標(biāo)基站32分派前向鏈路通信業(yè)務(wù)信道來建立基本信道，并通過基本信道發(fā)送前向鏈路幀至用戶裝置。一當(dāng)目標(biāo)基站32獲得反向鏈路信號，則兩個基站32都接收和處理來自用戶裝置30b的反向鏈路信號。
按照本發(fā)明的較佳實施例，發(fā)送基本信道的所有的基站32都將接收和處理反向鏈路信號。如上面所指出的那樣，雖然本發(fā)明的這個示范實施例描述了使用兩個基站32的軟切換，但軟切換可以包含兩個以上的基站32。此時，軟切換達到這樣的穩(wěn)態(tài)條件，即兩個基站32都發(fā)送前向鏈路信道并接收反向鏈路信道。
如上面所指出的那樣，用戶裝置30b參與高速前向鏈路，它包括一個基本信道和一組一個或多個補充信道。按照本發(fā)明的一個實施例，在軟切換期間，相互獨立地控制來自基站32a和32b的基本信道和補充信道的發(fā)送。在實現(xiàn)這里描述的本發(fā)明中，處理與用戶裝置30b通信的選擇器資源進行如下所述的控制。
按照本發(fā)明的一個示范實施例，在從用戶裝置30b接收導(dǎo)頻強度測量消息(PSMM)時，選擇器資源對該消息進行跟蹤。還有，如在IS-95兼容系統(tǒng)中實行的那樣，對于每個正在發(fā)送的導(dǎo)頻信道，PSMM包含三個參數(shù)。這些參數(shù)包括導(dǎo)頻信道的強度、導(dǎo)頻信道的PN相位以及導(dǎo)頻信道的標(biāo)識。此標(biāo)識作為PILOT_PN偏移提供，在給定區(qū)域中，該偏移對于每個導(dǎo)頻信道是唯一的。
當(dāng)發(fā)送一組PSMM時，選擇器資源監(jiān)視參數(shù)的特性。此外，選擇器資源監(jiān)視每個PWMM，以按照上文注明的’261號專利判定是否需要軟切換。當(dāng)判定需要軟切換時，選擇器資源對高速率鏈路根據(jù)在三個參數(shù)的任何一個參數(shù)中檢測到的特性調(diào)節(jié)實行軟切換的方式。
在本發(fā)明的較佳實施例中，當(dāng)對一組PSMM檢測到的特性指示對于用戶裝置30b存在無衰落信道(通常為靜態(tài)多路經(jīng)信道或加性白高斯噪聲(AWGN)信道)時，通過從信號基站32發(fā)送補充信道可以更有效地實施高速鏈路。然而，如果檢測到的特性指出對于用戶裝置30b存在衰落信道，則從包含在軟切換中的兩個基站32都發(fā)送補充信道。在許多場合，衰落信道相應(yīng)于移動的用戶裝置30b，而無衰落信道相應(yīng)于靜止的用戶裝置30b。還有，在這里描述的本發(fā)明的其他實施例中，使用除包含PSMM的信息之外的信息來判定信道狀態(tài)。
一當(dāng)判定了信道狀態(tài)，選擇器資源通知用戶設(shè)備30b，哪個基站32將藉助于基本信道使用發(fā)送至用戶裝置30b的延伸的切換方向消息發(fā)送補充信道。在本發(fā)明的較佳實施例中，選出發(fā)送補充信道的基站32是具有導(dǎo)頻強度測量消息所報告的最強導(dǎo)頻的一個基站。
圖3示出當(dāng)按照本發(fā)明的一個實施例配置蜂窩電話系統(tǒng)時，在軟切換期間該系統(tǒng)的操作。在步驟100開始操作，而在步驟102監(jiān)視由用戶裝置30b遭受的信道狀態(tài)。在步驟104，判定是否存在衰落信道狀態(tài)，而如果存在，則在步驟106從涉及軟切換的兩個基站發(fā)送補充信道。然后再次執(zhí)行步驟102。
如果不存在衰落信道，則在步驟110僅從涉及軟切換的一個基站發(fā)送補充信道。在本發(fā)明的較佳實施例中，選出在基本信道和補充信道上發(fā)送的基站32是能以最大強度接收相關(guān)聯(lián)導(dǎo)頻信道的一個基站。在步驟110配置好系統(tǒng)之后，再次執(zhí)行步驟102。
通過監(jiān)視信道狀態(tài)，選擇器資源能夠確定較理想的方法來進行高數(shù)據(jù)速率軟切換，因而增加了總的系統(tǒng)容量。一般，靜止的用戶裝置30b更容易遇到加性白高斯噪聲(AWGN)信道或靜態(tài)多路徑狀態(tài)，而移動的用戶裝置30b則更容易遇到衰落信道。AWNG信道或靜態(tài)多路徑信道不能從信號源的空間分集得益，而通過衰落信道發(fā)送的信號能夠得益于信號源的空間分集。
于是，在AWGN信道或靜態(tài)多路徑信道狀態(tài)下，通過僅從一個基站發(fā)送補充信道，減少了由軟切換產(chǎn)生的附加的干擾量，而不影響性能。由于在AWGN信道狀態(tài)下，從兩次發(fā)送相同的前向鏈路信道得到的好處減少，所以性能不受影響。于是，在這些狀態(tài)下，僅從一個基站發(fā)送補充信道更為理想。
此外，通過在軟切換期間從兩個基站32發(fā)送基本信道，保持了發(fā)送的信令消息的可靠性。如果在基本信道上發(fā)送話音，則話音也保持高可靠性。保持信令消息傳輸可靠能夠維持軟切換的穩(wěn)健性，因而藉助于通過選擇器資源和用戶裝置30b之間交換更多的信令消息的再配置能夠補償信道狀態(tài)的變化。
用戶裝置30b遭受的信道狀態(tài)一般將基于許多環(huán)境因素，包括對每個基站32的負(fù)荷以及周圍的地理環(huán)境。此外，信道狀態(tài)還取決于用戶裝置30b移動的速率。于是，如果用戶裝置靜止，則選擇器一般將用一個基站32為補充信道建立軟切換。因此，當(dāng)用戶裝置30b不移動時，由選擇器進行的控制特別有用。
本發(fā)明的各種實現(xiàn)使用不同的判據(jù)以根據(jù)從用戶裝置30b接收到的一組PSMM判定信道狀態(tài)。在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)對軟切換涉及的兩個或兩個以上的基站32測量時，選擇器監(jiān)視最強導(dǎo)頻信道發(fā)生源的改變。如果最強導(dǎo)頻信道發(fā)生源改變得超過給定的速率時，選擇器資源配置基站32的集合以發(fā)送補充信道。
選擇器資源也能就報告的導(dǎo)頻信道強度之和的改變監(jiān)視PSMM。如果報告的導(dǎo)頻信道強度之和改變得超過預(yù)定的數(shù)量，或者比預(yù)定的速率快，則選擇器資源通過配置另一個基站(或一些基站)作出響應(yīng)，用以發(fā)送補充信道。
選擇器資源也能就報告的導(dǎo)頻PN相位的改變監(jiān)視PSMM。如果報告的導(dǎo)頻PN相位改變得超過預(yù)定的數(shù)量，或者比預(yù)定的速率快，則選擇器資源通過配置另一個基站32(或一些基站)作出響應(yīng)，用以也發(fā)送補充信道。導(dǎo)頻PN相位是用于產(chǎn)生導(dǎo)頻信道的偽隨機噪聲(PN)的狀態(tài)，而導(dǎo)頻PN相位的改變指出用戶裝置30b和相應(yīng)的基站32之間的距離的改變。用戶裝置30b也能監(jiān)視上面提到的參數(shù)，而當(dāng)一個參數(shù)改變得超過相關(guān)聯(lián)的閾值時，用戶裝置30b通過用信令報告改變而作出響應(yīng)。這允許選擇器資源響應(yīng)改變的信道狀態(tài)，同時把信令消息的數(shù)目減至最少，這是因為如果參數(shù)不改變足夠的數(shù)量，用戶裝置30b將不發(fā)送任何這樣的信令。
在本發(fā)明的另一種變化方案中，選擇器資源監(jiān)視藉助于反向鏈路接收到的EIB比特。于是，用不包含在PSMM中的信息來確定信道狀態(tài)。如上面指出的那樣，具有邏輯值1的EIB比特指出在用戶裝置30b接收前向鏈路幀中的差錯。因此，接收到相當(dāng)多數(shù)目的具有等于1的值的EIB比特指出信道狀態(tài)比預(yù)期的差。如果正在用單一發(fā)送補充信道向鏈路信號進行軟切換，而幀差錯率超過預(yù)定的閾值，則選擇器通過配置另一個基站32(或一些基站)作出響應(yīng)，用以也發(fā)送補充信道。
在本發(fā)明的又一個實施例中，選擇器資源在幀選擇時監(jiān)視所選幀的發(fā)生源。如上所述，呼叫選擇是根據(jù)幀的質(zhì)量每20ms從基站32a和32b反復(fù)選擇反向鏈路幀的。如果所選幀的發(fā)生源(即，基站)以超過預(yù)定的閾值的速率改變，這表明衰落信道狀態(tài)，它意味著用戶裝置30b是不靜止的。選擇器資源通過配置軟切換涉及的兩個基站32對所選幀的發(fā)生源的迅速改變作出響應(yīng)，用以發(fā)送補充信道。
在較軟切換(在同一基站的兩個扇區(qū)之間的切換)的情況下，不進行幀選擇，因為信號在基站32處組合。對于較軟切換，基站能向選擇器資源報告各種多路徑場合(或者選擇器資源處理中的反向鏈路信號的“路徑”)的相對強度的改變，然后選擇器資源判定最強路徑的發(fā)生源是否正在改變，并且如果在改變，則按照衰落信道配置扇區(qū)。即，選擇器資源配置兩個扇區(qū)以發(fā)送基本和補充信道。
在本發(fā)明的另一實施例中，當(dāng)來自只發(fā)送基本信道的基站32的導(dǎo)頻信道強度超過閾值T_COMP_SUP(它小于來自發(fā)送補充信道的基站32的最弱導(dǎo)頻強度)時，用戶裝置30b產(chǎn)生PSMM。選擇器資源通過指令只發(fā)送基本信道的基站32開始發(fā)送補充信道而作出響應(yīng)。
可用其他因素判定哪個基站12應(yīng)發(fā)送補充信道。具體而言，每個基站12能夠監(jiān)視補充信道可用發(fā)射功率的大小，而如果超過預(yù)定的閾值，就向選擇器資源指出該情況。選擇器資源通過指派不同的基站12作出響應(yīng)以發(fā)送補充信道。選出的基站12是以次最高強度被接收的基站。預(yù)定的閾值能夠根據(jù)各種因素，其中包括基站12的最大的發(fā)射功率能力。
當(dāng)進行軟切換時，選擇器一直在估計信道狀態(tài)，而如果信道狀態(tài)改變，則重新配置軟切換。例如，如果衰落信道變?yōu)闊o衰落信道，則選擇器資源配置一個基站12以停止發(fā)送補充信道。
基站12也可以在判定是否從第二基站12發(fā)送補充信道之前，檢查報告的導(dǎo)頻信道的強度是否在已發(fā)送的補充信道的最弱導(dǎo)頻信道強度的第二閾值T_ADD_SUP之內(nèi)。
用戶裝置30b也可以具有T_DROP_SUP，T_DROP_SUP的作用非常類似于在IS-95中與基本信道一起使用的T_DROP閾值。在此情況下，如果補充信道的相應(yīng)導(dǎo)頻相對于具有補充信道的最強導(dǎo)頻下跌得低于T_DROP_SUP，則用戶裝置報告此導(dǎo)頻。在此情況下，選擇器資源可以阻止得到報告的發(fā)送中基站12發(fā)送補充信道。
在本發(fā)明另一個示范實施例中，通過在軟切換或單接口通信或兩者都有的期間，用與補充信道不同的功率發(fā)送基本信道而進一步減少高速率數(shù)據(jù)傳輸對系統(tǒng)容量的影響。在本發(fā)明的一個實施例中，補充信道以比基本信道更低的功率電平發(fā)送。因為補充信道只載送受無線鏈路協(xié)議(在IS-99和IS-657中提出，并在下面詳細描述)保護的數(shù)據(jù)，而不是信令，因此由這種較低發(fā)射功率引起的幀差錯率的適度增加將不會導(dǎo)致破壞數(shù)據(jù)完整性。
此外，如果經(jīng)補充信道的數(shù)據(jù)發(fā)送遇到差錯，則受影響的數(shù)據(jù)幀能在某個稍后的時刻重新發(fā)送。事實上，設(shè)計來與IS-95標(biāo)準(zhǔn)一起使用的數(shù)據(jù)傳遞協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IS-99和IS-657提供了無線鏈路協(xié)議(RLP)，從而重新發(fā)送接收不當(dāng)?shù)膸?。?dāng)與話音相比時，重新發(fā)送對數(shù)據(jù)發(fā)送更為合適，這是因為數(shù)據(jù)發(fā)送一般要比話音發(fā)送更能容忍延遲。對于話音發(fā)送，超過100ms(1/10秒)的延遲在會話時即很顯著。
重新發(fā)送接收不當(dāng)?shù)膸沟孟鄬τ趯嶋H的幀差錯率(FER)顯著地降低了數(shù)據(jù)信道的有效差錯率(也稱為分組差錯率)。在許多情況下，RLP重新發(fā)送的好處足夠大，從而補充信道的有效差錯率小于沒有RLP的基本信道的差錯率(幀差錯率)。于是，通過降低補充信道的發(fā)射功率以及重新發(fā)送壞的幀，降低了高速前向鏈路的總的發(fā)射功率而不影響其性能。
應(yīng)該注意，在本發(fā)明的某些實施例中，基本信道和補充信道的組合的發(fā)射功率也響應(yīng)于其他的功率控制命令一起調(diào)節(jié)。在進行這些組合調(diào)節(jié)時，補充信道和基本信道的相對發(fā)射功率保持相同。
在本發(fā)明的另一個實施例中，補充信道以相對于基本信道發(fā)送功率電平有預(yù)定偏移的功率電平發(fā)送。本發(fā)明的這個第二實施例中，在檢測到信道狀態(tài)改變后調(diào)節(jié)偏移。可以用上述的任何方法檢測信道狀態(tài)的改變。
最好由選擇器資源控制基本信道和補充信道的發(fā)射功率，該選擇器資源把功率調(diào)節(jié)信令發(fā)送給正在發(fā)射基本信道和補充信道的基站32。每個基站通過調(diào)節(jié)補充信道和基本信道的發(fā)射功率而作出響應(yīng)。
為了使選擇器可確定適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，由用戶裝置30b藉助于反向鏈路信令消息或EIB比特發(fā)送基本信道和補充信道的幀差錯信息。例如，能夠定義功率強度測量報告(PSMR)消息，以提供每個補充信道的差錯率。按照IS-99或IS-657的使用，能夠用由用戶裝置30b在反向鏈路上發(fā)送的RLP否定應(yīng)答(NAK)傳遞差錯信息。NAK指出，數(shù)據(jù)幀的接收不當(dāng)，使選擇器資源可判定哪些幀接收得不正確，由此確定重新發(fā)送后的幀差錯率以及實際差錯率。
在本發(fā)明的另一實施例中，根據(jù)功率控制命令和以包括在反向鏈路信號中的功率控制子信道發(fā)送的其他差錯率指示信息來確定差錯率。在名為“相移編碼子信道”的No.08/766,372和名為“高數(shù)據(jù)速率CDMA無線通信系統(tǒng)”的No.08/654,433待批美國專利申請中提供了包括功率控制子信道的反向鏈路信號的例子，這兩項申請都轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并且按參考文獻在此引入。此外，在名為“碼分多址系統(tǒng)中的塊速前向鏈路功率控制”的美國專利No.5,383,21 9中也描述了反向鏈路子信道，該專利轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人，并且按參考文獻在此引入。
也可以用包括在速率組2幀中的差錯指示符比特確定差錯率。
在本發(fā)明的另一實施例中，能夠以比基本信道的發(fā)射功率更高的功率發(fā)射補充信道。當(dāng)正在經(jīng)補充信道發(fā)射的數(shù)據(jù)需要極低的差錯率，或者因?qū)ρ舆t敏感而不能重新發(fā)送或者兩者都存在時，會有上述情況。在這種通信的一個例子中，用戶裝置30b藉助于信令通知選擇器資源正在發(fā)送不能容忍延遲的數(shù)據(jù)，而選擇器通過藉助于發(fā)送至基站32的附加的信道增加補充信道的發(fā)射功率而作出響應(yīng)。以較高的功率發(fā)送補充信道還能增大蜂窩電話系統(tǒng)的容量，這是因為在軟切換期間不需從兩個基站32產(chǎn)生補充信道的多重發(fā)送。
這樣，描述了一種控制高速率鏈路適當(dāng)工作所需發(fā)射功率的新穎和改進的方法和設(shè)備。提供了以上較佳實施例的說明，以使任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人能夠作出或使用本發(fā)明。例如，可以使用上述用于檢測信道狀態(tài)的任何方法的組合。對這些實施例的各種改變對于熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人而言將是很顯然的，而這里確定的一般原理可以應(yīng)用于其他的實施例而無需創(chuàng)造能力。因而，本發(fā)明不是要限于這里所示的實施例，而是要與在這里揭示的原理和新穎特征相符的最廣闊的范圍一致。
權(quán)利要求
1.一種控制通信系統(tǒng)中的越區(qū)切換的設(shè)備，在所述通信系統(tǒng)中，通過在至少一個基本信道上提供數(shù)據(jù)的第一子組和在至少一個補充信道上提供所述數(shù)據(jù)的第二子組，把所述數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶裝置，其特征在于，所述設(shè)備包括用于接收來自所述用戶裝置的導(dǎo)頻強度測量消息的裝置；用于根據(jù)所述導(dǎo)頻強度測量消息選擇多個基站，以例在所述至少一個基本信道上提供對所述用戶裝置的發(fā)送的裝置；用于選擇所述多個基站中的至少一個基站，以便在所述至少一個補充信道上提供對所述用戶裝置的發(fā)送的裝置；以及用于把延伸越區(qū)切換方向消息發(fā)送給所述用戶裝置的裝置，該消息指出用于傳送所述數(shù)據(jù)的第一子組的所述多個基站的標(biāo)識，并指出用于傳送所述數(shù)據(jù)的第二子組的所述多個基站中的所述至少一個基站的標(biāo)識；其中，信令數(shù)據(jù)只在所述至少一個基本信道上傳送。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于選擇所述多個基站中的至少一個基站的所述裝置包括用于判定所述用戶裝置是否靜止的裝置；以及用于當(dāng)判定所述用戶裝置是靜止時，選擇與所述導(dǎo)頻強度測量消息中的最強導(dǎo)頻信號相應(yīng)的一個基站作為所述多個基站中的所述至少一個基站的裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于選擇所述多個基站中的至少一個基站的所述裝置包括用于把在所述導(dǎo)頻強度測量消息中的導(dǎo)頻信號強度與在先前的導(dǎo)頻強度測量消息組中的導(dǎo)頻信號強度作比較，以確定所述導(dǎo)頻強度的改變量的裝置；以及用于當(dāng)所述導(dǎo)頻強度的所述改變量超過預(yù)定閾值時，選擇多個基站以與所述用戶裝置通信的裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于選擇所述多個基站中的至少一個基站的所述裝置包括用于把在所述導(dǎo)頻強度測量消息中的導(dǎo)頻信號強度與先前的導(dǎo)頻強度測量消息組中的導(dǎo)頻信號強度作比較，以確定所述導(dǎo)頻強度的改變率的裝置；用于當(dāng)所述導(dǎo)頻強度的所述改變率超過預(yù)定閾值時，選擇多個基站以與所述用戶裝置通信的裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，用于選擇所述多個基站中的至少一個基站的所述裝置包括用于把在所述導(dǎo)頻強度測量消息中的導(dǎo)頻信號強度相加的裝置；用于把在所述導(dǎo)頻強度測量消息中的導(dǎo)頻信號強度的所述總和與先前的導(dǎo)頻強度測量消息組中的導(dǎo)頻信號強度的總和作比較，以確定所述導(dǎo)頻強度總和的改變的裝置；以及用于當(dāng)所述導(dǎo)頻強度總和的所述改變超過預(yù)定閾值時，選擇多個基站以與所述用戶裝置通信的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)頻強度總和的所述改變相應(yīng)于所述導(dǎo)頻強度總和的改變量。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)頻強度總和的所述改變相應(yīng)于所述導(dǎo)頻強度總和的改變率。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括用于在所述用戶裝置處判定所述數(shù)據(jù)中存在幀差錯的裝置；用于按照在所述數(shù)據(jù)中存在幀差錯的所述判定，產(chǎn)生差錯指示符消息的裝置；以及用于發(fā)送所述差錯指示符消息的裝置；其中，按照所述差錯指示符消息，選擇所述多個基站中的至少一個基站。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，用于按照所述差錯指示符消息選擇所述多個基站中的至少一個基站的所述裝置包括用于當(dāng)幀差錯率超過預(yù)定閾值時選擇多個基站的裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述基本信道以不同于所述至少一個補充信道的功率電平進行發(fā)送。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個基本信道傳送信令數(shù)據(jù)和通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個基本信道和所述至少一個補充信道同時發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
13.一種控制通信系統(tǒng)中的越區(qū)切換的設(shè)備，在所述通信系統(tǒng)中，通過在基本信道上提供數(shù)據(jù)的第一子組和在至少一個補充信道上提供所述數(shù)據(jù)的第二子組，把所述數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶裝置，其特征在于，所述設(shè)備包括用于接收來自所述用戶裝置的導(dǎo)頻強度測量消息的裝置；用于根據(jù)所述導(dǎo)頻強度測量消息選擇多個基站，以便在所述基本信道上提供對所述用戶裝置的發(fā)送的裝置；用于選擇所述多個基站中的至少一個基站，以便在所述至少一個補充信道上提供對所述用戶裝置的發(fā)送的裝置；其中，用于選擇所述多個基站中的至少一個基站的所述裝置包括用于判定所述用戶裝置是否靜止的裝置；以及用于當(dāng)判定所述用戶裝置是靜止時，選擇與在所述導(dǎo)頻強度測量消息中的最強的導(dǎo)頻信號相應(yīng)的一個基站作為所述多個基站中的所述至少一個基站的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述基本信道以不同于所述至少一個補充信道的功率電平進行發(fā)送。
15.一種控制通信系統(tǒng)中的越區(qū)切換的方法，在所述通信系統(tǒng)中，通過在基本信道上提供數(shù)據(jù)的第一子組和在至少一個補充信道上提供所述數(shù)據(jù)的第二子組，把所述數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶裝置，其特征在于，所述方法包括接收來自所述用戶裝置的導(dǎo)頻強度測量消息；根據(jù)所述導(dǎo)頻強度測量消息選擇多個基站，用于在所述基本信道上提供對所述用戶裝置的發(fā)送；選擇所述多個基站中的至少一個基站，用于在所述至少一個補充信道上提供對所述用戶裝置的發(fā)送；其中，選擇所述多個基站中的至少一個基站的所述步驟包括判定所述用戶裝置是否靜止；以及當(dāng)判定所述用戶裝置是靜止時，選擇與在所述導(dǎo)頻強度測量消息中的最強的導(dǎo)頻信號相應(yīng)的一個基站作為所述多個基站中的所述至少一個基站。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述基本信道以不同于所述至少一個補充信道的功率電平進行發(fā)送。
全文摘要
描述了控制高速率碼分多址(CDMA)鏈路的發(fā)射功率的方法和設(shè)備。估計用戶裝置(30a、30b、30c)的信道狀態(tài)，而軟切換中高速率鏈路的配置根據(jù)信道狀態(tài)。如果檢測得的是衰落信道，則從多個基站(32a、32b)發(fā)送高速率鏈路的補充信道(52)。如果檢測得的是無衰落信道，則從單個基站發(fā)送高速率鏈路的補充信道。進行監(jiān)視以判定信道狀態(tài)的參數(shù)，包括導(dǎo)頻強度、導(dǎo)頻碼偏移和差錯率。
文檔編號H04B7/005GK1442973SQ0310160
公開日2003年9月17日 申請日期1998年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月11日
發(fā)明者小愛德華·G·蒂特曼, 周漁君 申請人:夸爾柯姆股份有限公司