專利名稱：基于信道質(zhì)量的越局切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動蜂窩網(wǎng)絡，尤其涉及一種基于信道質(zhì)量測量的交接方案。
移動蜂窩網(wǎng)絡是一種無線電系統(tǒng)，它在大范圍地域內(nèi)為移動終端提供無線通信。蜂窩網(wǎng)絡通常包括多個基站，這些基站以一種系統(tǒng)模式分布在某一地域的整個范圍內(nèi)來定義一種半徑在2～20公里之間的多個相鄰的網(wǎng)孔。
一般來說，一特定網(wǎng)孔中的移動終端是通過由該網(wǎng)孔中的基站所提供的無線電信道進行通信的。當一個移動終端在一個網(wǎng)絡的相鄰網(wǎng)孔之間移動時，必須執(zhí)行交接，從而該移動終端終止與一個網(wǎng)孔的基站的通信，并開始與另一網(wǎng)孔的基站通信。
實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)絡中越局切換的技術(shù)已為人們知曉。一種公用技術(shù)涉及到聲音信號強度的連續(xù)測量。通常，在一個特定的蜂窩網(wǎng)中移動通信的RF(射頻)信號強度是由一種系統(tǒng)控制器監(jiān)控的。當一種特定的移動通信的RF信號強度下降到一個可接受的電平以下時，該系統(tǒng)控制器將起動從一個基站到另一基站的交接。這樣的越局切換方法在有限噪音的蜂窩系統(tǒng)中是有效的。但是，在噪音普遍存在的有限干擾系統(tǒng)中，所接收的信號強度的測量可能受到來自鄰近信道或同信道無線電信號的干擾而失真。因此，提供一種不受噪音和/或信道干擾影響的交接程序是有益的。
本發(fā)明涉及一種方法，通過此方法，移動蜂窩無線傳輸將根據(jù)信道質(zhì)量的測量從一個網(wǎng)孔移交給另一網(wǎng)孔。在本發(fā)明的一個實施例中，該方法應用在一種高級移動電話業(yè)務(AMPS)中，并涉及對一種所接收的監(jiān)視(管理)音頻單音(SAT)信號進行監(jiān)控，該SAT信號疊加在基站和移動終端之間傳輸?shù)脑捯粜盘柹?。SAT信號是通過與蜂窩網(wǎng)的每一個網(wǎng)孔中的基站相聯(lián)的基帶信號處理單元產(chǎn)生的，并由該移動式終端轉(zhuǎn)發(fā)。基帶處理單元的一個例子公開在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利號No.5001742中，該專利公開出版物在這里用作參考。
關(guān)于AMPS業(yè)務方面，在前向移動無線電傳輸期間，與移動終端通信的基站連續(xù)不斷地測量所接收的基帶SAT信號的信號功率和噪音功率，并計算它們之間的比率。如果該基站確定了SAT信號功率對SAT噪音功率的比率低于根據(jù)信道質(zhì)量的最低電平所建立的指定的閾值，則起動一個定位請求，使每一個相鄰基站測量相對于該移動終端的SAT信—噪功率比。
具有最大的SAT信—噪功率比的網(wǎng)孔被選擇作為用來支持前向無線電傳輸?shù)哪繕司W(wǎng)孔。一旦該目標網(wǎng)孔被選取，下一步就是選取最佳空閑無線電信道或頻率以接收越區(qū)切換時的前向通信。這樣，該目標網(wǎng)孔中每個空閑信道的SAT噪音功率就被測量，并且具有最大SAT噪音功率的空閑信道被選擇以便接收該移動終端的前向無線電傳輸。
在本發(fā)明的另一實施例中，信道分配方法是根據(jù)時分多址聯(lián)接(TDMA)系統(tǒng)并包括計算在一個同步字間隔期間、在一個移動終端和一個基站之間前向數(shù)字傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)信/噪功率比和確定這一比率是否小于一個預定閾值的步驟。如果該比率低于某一容許電平，則發(fā)出一個定位請求，使相鄰于與該移動終端通信的基站的每個基站確定該移動終端的原始數(shù)據(jù)信/噪功率比。具有最大的所確定的原始數(shù)據(jù)信/噪功率比的鄰近網(wǎng)孔被選取作為目標網(wǎng)孔以便在越局切換時支持正在行進的無線電傳輸。然后，在具有最大原始數(shù)據(jù)噪音功率的目標網(wǎng)孔內(nèi)的空閑信道被選中用以接收該無線電傳輸。
從以下帶有附圖的優(yōu)先實施例的詳細說明中，本發(fā)明的方法的進一步特性對于熟悉本發(fā)明的技術(shù)人員將會更加顯而易見。
為了更好地理解怎樣實施本發(fā)明的方法，這些優(yōu)先實施例將詳細地參考附圖進行說明，其中

圖1是一個蜂窩網(wǎng)的概略說明，該網(wǎng)絡是由多個相鄰網(wǎng)孔組成，每個網(wǎng)孔具有一個基站；圖2是一個在圖1的蜂窩網(wǎng)中的網(wǎng)孔地點的概略說明；圖3是一個說明本發(fā)明的AMPS(FM)無線電系統(tǒng)越局切換的方法的步驟的流程圖；以及圖4是一個說明本發(fā)明的TDMA系統(tǒng)的越局切換方法的步驟的流程圖。
現(xiàn)在來參考這些附圖，圖中相同的參考數(shù)碼表示本發(fā)明的類似元件，圖1中說明的蜂窩網(wǎng)10是由多個相鄰的網(wǎng)孔組成，這些相鄰網(wǎng)孔包括網(wǎng)孔C1～C7，蜂窩網(wǎng)10中的每個網(wǎng)孔具有定位于其中的一個基站。這些基站稱做B1～B7，并如圖2所示，每個基站定位在具有一個與網(wǎng)孔位置相聯(lián)的基帶信號處理單元的網(wǎng)孔位置中。
根據(jù)本發(fā)明，對于AMPS業(yè)務來說，配置了基帶信號處理單元12用以監(jiān)控疊加在蜂窩網(wǎng)中移動的移動終端發(fā)出的話音信號上的監(jiān)視音頻單音(SAT)信號。更具體地說，這些基帶信號處理單元測量前向移動無線電傳輸?shù)腟AT信號功率(SATSP)和SAT噪音功率(SATNP)并利用這些測量結(jié)果作為基礎(chǔ)與移動交換中心14一起執(zhí)行越局切換。
再參考圖1，移動終端M1在網(wǎng)點C1中移動并與基站B1通信。根據(jù)本發(fā)明，移動終端M1的前向無線電傳輸具有一個疊加于其上的SAT信號，該信號是由與基站B1相聯(lián)的基帶處理單元產(chǎn)生的并由該移動終端轉(zhuǎn)發(fā)。參考圖3，在該無線傳輸期間，基站B1連續(xù)測量所接收的基帶SAT信號的SATSP和SATNP值并估算它們之間的比率(SINAD或信號對噪聲和失真的比率)。如果SINAD比率低于一個預定的閾值，則從基站B1向每個與它相鄰的基站(即基站B1～B7)廣播一個定位命令，使與這些基站中的每個基站相連的基帶處理單元確定移動終端M1相對于它們的網(wǎng)孔的SINAD比率。計算出移動終端M1最大SINAD比率的基站，例如網(wǎng)孔C2被選中作為目標網(wǎng)孔，該網(wǎng)孔將在越局切換時支持移動終端M1的前向無線傳輸。這種確定與所接收的無線電信號強度不同，它是基于所接收的基帶信號的質(zhì)量(即噪音、失真和/或干擾)的。此外，因為在SAT信號功率電平上，SATSP基本恒定，則SINAD比率將隨SATNP的變化或起伏而變化。因此，一個高的SINAD比率將表示一個低的SATNP，從而表示一個清晰的、無噪音無線電傳輸。相反，一個低的SINAD比率，將表示一個高的SATNP，從而表示一個失真的有噪音的無線電傳輸。
一旦根據(jù)信道質(zhì)量選出了該目標網(wǎng)孔，就在這個網(wǎng)孔中選擇一個空閑信道以便接收該移動終端(此處使用的術(shù)語“空閑信道”可等同于“空閑無線電”或“空閑頻率”術(shù)語互換)的無線電傳輸。這種選擇是通過確定目標網(wǎng)孔中的哪一個空閑信道具有最大的SATNP值來進行的。該信道具有的干擾最小并不大可能進行另一移動終端的前向無線電傳輸。相反，因為基帶信號的失真將由一個強載波信號來抑制，因而在該目標網(wǎng)孔中的一個特定信道上的低SAT噪音功率將表示一個強載波信號的存在，因而表示另一移動終端的一個正在進行的無線電傳輸?shù)拇嬖凇?br> 一旦在該目標網(wǎng)孔選擇了所希望的空閑信道，與該移動終端通信的基帶處理單元將通知移動交換中心14從網(wǎng)孔C1的基站將移動終端M1的傳輸越局切換到網(wǎng)孔C2的基站。這時，移動終端M1將結(jié)束與基站B1的通信并開始與基站B2通信。這種基于質(zhì)量的信道選擇方法將用來改善話音質(zhì)量和減少損失呼叫數(shù)目?；鶐盘柕幕谛诺蕾|(zhì)量的測量也可以用來判斷和監(jiān)視蜂窩網(wǎng)中的硬件損壞，用來監(jiān)視統(tǒng)特性并對該系統(tǒng)進行重新設(shè)計。
雖然本發(fā)明的方法已就AMPS(FM)系統(tǒng)而言在上面作了說明，但應該知道，本發(fā)明也可應用于如時分多址聯(lián)接(TDMA)系統(tǒng)這樣的其他射頻(RF)通信方案。在TDMA系統(tǒng)中的通信是基于非重疊時間序列的數(shù)據(jù)脈沖發(fā)送的，在同步字間隔期間所接收的原始數(shù)據(jù)信/噪功率比用作信道質(zhì)量的測量并用來作為執(zhí)行交接的基礎(chǔ)。更具體地說，該原始數(shù)據(jù)噪音功率用來選擇目標網(wǎng)孔中的最佳的空閑無線信道。
參照圖4，在運行中，與移動終端通信的某一基站連續(xù)計算原始數(shù)據(jù)信號功率RDSP與在基站和移動終端之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的原始數(shù)據(jù)噪音功率RDNP之間的SINAD比率。如果該SINAD比率低于某一預定閾值，則從正在通信的基站向與它相鄰的每個基站發(fā)出一個定位命令。然后，每個相鄰基站計算該移動終端相對于它們的網(wǎng)孔的SINAD比率，從而將具有最高測量值的網(wǎng)孔作為目標網(wǎng)孔，支持交接時的前向無線傳輸。此后，具有最高原始數(shù)據(jù)噪音功率的所選擇的目標網(wǎng)孔中的空閑信道被選中用來接收該移動終端的前向傳輸，從而該傳輸被切換給這個信道。
雖然本發(fā)明是就優(yōu)先實施例作了說明，但顯而易見，本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，如附加的權(quán)利要求書所定義的那樣，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對該技術(shù)作一些變動和修改。
權(quán)利要求
1.一種用來越局切換在某一蜂窩網(wǎng)中移動的移動終端的前向無線傳輸?shù)姆椒ǎ龅木W(wǎng)絡具有多個相鄰的網(wǎng)孔，每個網(wǎng)孔具有一個基站和多個信道，此交接方法由下面的步驟組成將移動于所述多個網(wǎng)孔之一的移動終端的正在行進中的無線傳輸根據(jù)基站所測得的基帶噪音功率電平切換到相鄰網(wǎng)孔的一個空閑信道。
2.在根據(jù)權(quán)利要求1的方法中，所述移動終端的前向無線傳輸越局切換的步驟包括疊加于某一話音信號之上的一個監(jiān)視音頻單音(SAT)的基帶噪音功率的測量，該話音信號是由與蜂窩網(wǎng)中每一個基站相聯(lián)的一個基帶信號處理單元來接收的。
3.在根據(jù)權(quán)利要求2的方法中，所述移動終端的前向無線傳輸?shù)脑骄智袚Q步驟包括在一個所選擇的目標網(wǎng)孔中選擇具有最高基帶SAT噪音功率電平的一個空閑信道的步驟。
4.在根據(jù)權(quán)利要求1的方法中，所述移動終端的前向無線傳輸?shù)牟襟E包括與一個在時分多址聯(lián)接(TDMA)系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)字話音/數(shù)據(jù)信號相聯(lián)的原始數(shù)據(jù)噪音功率的測量。
5.在根據(jù)權(quán)利要求4的方法中，所述移動終端的前向無線傳輸?shù)牟襟E包括在一個所選的目標網(wǎng)孔中選擇具有最高原始數(shù)據(jù)噪音功率電平的一個空閑信道的步驟。
6.一種給移動在具有多個相鄰網(wǎng)孔的蜂窩網(wǎng)中的移動終端分配信道的方法，所述的每個網(wǎng)孔具有一個基站和用于呼叫分配的多個信道，每個基站具有一個信號處理單元用來產(chǎn)生和監(jiān)控具有一個疊加有監(jiān)視音頻單音(SAT)的基帶話音/數(shù)據(jù)信號，所述方法包括以下步驟a)計算移動終端和基站之間行進的無線傳輸?shù)腟AT信號功率與SAT噪音功率的比率；b)確定SAT信號功率與SAT噪音功率之間的比率是否低于一個預定的閾值；c)命令與和該移動終端通信的基站相鄰的每個基站確定移動終端的SAT信號功率對SAT噪音功率的比率；d)選擇具有最大的已確定的SAT信號功率對SAT噪音功率的比率的鄰近網(wǎng)點作為目標網(wǎng)孔用來接收正在行進的無線傳輸；e)選擇具有最高SAT噪音功率的目標網(wǎng)孔中的一個空閑信道；以及f)將正在行進的無線傳輸切換到目標網(wǎng)孔中所選取的空閑信道。
7.一種給在具有多個相鄰網(wǎng)孔的蜂窩網(wǎng)中移動的移動終端分配信道的方法，所述的每個網(wǎng)孔具有一個基站和多個用來呼叫分配的信道，每一個移動終端被配置成按照時分多址系統(tǒng)發(fā)送數(shù)字話音/數(shù)據(jù)信號，該方法包括以下幾個步驟a)計算在一個同步字間隔期間、移動終端和基站之間的正在行進的無線傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)信號功率與原始數(shù)據(jù)噪音功率的比率；b)確定該原始數(shù)據(jù)信號功率與原始數(shù)據(jù)噪音功率的比率是否低于一個預定的閾值；c)命令與和該移動終端通信的基站相鄰的每個基站確定移動終端的該原始數(shù)據(jù)信號功率對原始數(shù)據(jù)噪音功率的比率；d)選擇具有最大的已確定的原始數(shù)據(jù)信號功率對原始數(shù)據(jù)噪音功率的比率的相鄰網(wǎng)孔作為目標網(wǎng)孔用于接收正在行進中的無線傳輸；e)選擇在具有最大的原始數(shù)據(jù)噪音功率的目標網(wǎng)孔中的一個空閑信道；以及f)將該正在行進的無線傳輸切換到目標網(wǎng)孔中已選中的空閑信道上。
全文摘要
一種方法已被公開用來根據(jù)信道質(zhì)量測量執(zhí)行蜂窩網(wǎng)的越局切換。就AMPS業(yè)務來說，該方法包括對一個監(jiān)視音頻單音(SAT)信號的監(jiān)控，該信號疊加在話音信號上，該話音信號是在基站和移動于蜂窩網(wǎng)中的移動終端之間傳輸?shù)?，而越局切換的執(zhí)行取決于與它有聯(lián)系的噪音功率測量。就TDMA業(yè)務來說，該方法包括對與數(shù)字傳輸相聯(lián)的原始數(shù)據(jù)信號的監(jiān)控，而越局切換的執(zhí)行取決于與它有聯(lián)系的噪音功率測量。
文檔編號H04W36/08GK1135151SQ9512058
公開日1996年11月6日 申請日期1995年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月14日
發(fā)明者羅伯特·王秋林 申請人:美國電報電話公司