專利名稱：增加蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的容量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及增加蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)容量的方法。
降低蜂窩系統(tǒng)的容量的最重要的因素是有限的可用頻譜。這樣，無線系統(tǒng)的容量依賴于能夠如何有效地利用分配給該系統(tǒng)的無線頻率。在蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中，基于頻率重用來改善無線頻率的利用率在相距足夠遠(yuǎn)的多個(gè)位置重用相同頻率，這大大增加了系統(tǒng)容量。其缺陷在于增加了網(wǎng)絡(luò)以及必須能夠在多個(gè)可能的基站中選出一個(gè)基站的移動(dòng)單元的復(fù)雜性。例如，如果每隔9個(gè)蜂窩單元重用同一個(gè)頻率，N個(gè)頻率的頻譜分配允許在任何蜂窩單元中同時(shí)使用N/9個(gè)載波。減小蜂窩單元大小或者減小使用相同頻率的蜂窩單元之間的距離在一方面提高了容量，卻在另一方面增加了同信道干擾。這樣，重用因子的選擇經(jīng)常是系統(tǒng)的同信道干擾和業(yè)務(wù)承載容量的折衷。
因?yàn)榉峙浣o蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜是固定的，而用戶的數(shù)量卻在迅速增加，所以有效地利用所分配的頻譜對(duì)任何網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者來說都是非常重要的。因此，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中增加業(yè)務(wù)承載容量的各種屬性將提供給運(yùn)營者非常需要的緩解手段，尤其在擁擠的市區(qū)。無線網(wǎng)絡(luò)朝向高容量無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有以下主要可選方案增加信道數(shù)量，分割蜂窩單元(小蜂窩單元)，微蜂窩網(wǎng)絡(luò)，多層網(wǎng)絡(luò)，支撐覆蓋(underlay-overlay)網(wǎng)絡(luò)以及其它容量改進(jìn)概念，例如半率信道，跳頻和功率控制。以下將詳細(xì)地描述這些可選方案。
增加信道數(shù)量增補(bǔ)容量的最簡單的方式是增加信道數(shù)量。因?yàn)榉峙浣o每個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者的蜂窩頻譜是很有限的，所以該方法并沒有減輕容量問題。
分割蜂窩單元(小蜂窩單元)當(dāng)蜂窩單元大小減小到半徑1km以下時(shí)，通常需要將天線高度降低到屋頂以下。這是因?yàn)椴荒芑谖菁拱惭b對(duì)街道層次的本地區(qū)域覆蓋進(jìn)行有效地設(shè)計(jì)。天線高度的這種降低在設(shè)計(jì)覆蓋時(shí)引起了問題。對(duì)這些類型的安裝范圍的預(yù)測(cè)要比宏蜂窩的情況下更不易理解。進(jìn)一步，因?yàn)闊o法相同地控制在同信道基站中的溢出，在低于屋脊安裝的情況下，干擾管理變得更困難。蜂窩單元溢出可能最終將蜂窩單元大小降低到傳統(tǒng)規(guī)劃實(shí)踐和無線系統(tǒng)不能有效工作的尺寸。此外，任何大的容量改善都伴隨著BTS站點(diǎn)和傳輸連接的較大投資。分割蜂窩單元是將容量問題減輕到一定程度的一種好方法。不幸的是，市區(qū)容量要求太高，致使從長遠(yuǎn)角度看該方法無法提供幫助。這樣，蜂窩單元分割僅能用于短期的容量減輕。
微蜂窩網(wǎng)絡(luò)不存在“微蜂窩網(wǎng)絡(luò)”的精確定義。具有小覆蓋區(qū)域和低于屋脊高度的天線的蜂窩單元可能是“微蜂窩”定義中的基本特性。微蜂窩概念經(jīng)常被錯(cuò)誤地與“多層次”相關(guān)聯(lián)，但是“微蜂窩”可以配置在不具備多層次的體系結(jié)構(gòu)中。在特定限制下實(shí)現(xiàn)蜂窩單元分割，以及在屋脊高度以下或在建筑物中放置天線，需要有無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和無線資源控制的高級(jí)解決方案。BTS站點(diǎn)數(shù)量的增加大幅度增加了費(fèi)用。對(duì)半徑在300m-1km之間的蜂窩單元，因?yàn)槠帘嗡ヂ涞男盘?hào)變化與宏蜂窩相比，以及相對(duì)于小蜂窩單元的覆蓋區(qū)域都要高得多。這些因素意味著需要非常高的蜂窩單元重迭以解決所需的完全覆蓋；這當(dāng)然是低效率的。半徑低于300m的蜂窩單元會(huì)遇到更多的視覺信號(hào)傳播線路，并且一定程度上少一些信號(hào)變化，這從覆蓋角度講是有益的。然而，在這些環(huán)境下的天線位置很大程度上決定了實(shí)際的覆蓋區(qū)域。引起嚴(yán)重屏蔽的本地障礙實(shí)際上產(chǎn)生了覆蓋漏洞。小天線位置變化嚴(yán)重影響了BTS站點(diǎn)的有效性和基本特性。這些問題有兩個(gè)可選的解決方案接受高蜂窩單元重迭的低效率，配置更多的蜂窩單元，或者在實(shí)際BTS站點(diǎn)的選擇和規(guī)劃過程中大幅度增加和提高工程成就。這兩種解決方案都增加了運(yùn)營者的費(fèi)用。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)果是，在BTS站點(diǎn)和傳輸連接上沒有較大投資的情況下，微蜂窩網(wǎng)絡(luò)就不能給出大幅度的容量增加。
支撐覆蓋網(wǎng)絡(luò)為了處理無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)相互沖突的目標(biāo)，也就是覆蓋和容量，可以構(gòu)造一種具有兩個(gè)(或更多個(gè))不同蜂窩層次的無線網(wǎng)絡(luò)，該蜂窩層次中的一個(gè)，例如宏蜂窩層提供完全覆蓋，而另一個(gè)，例如微蜂窩層提供容量?！案采w層”采用傳統(tǒng)的頻率重用模式和蜂窩范圍以提供無縫完全覆蓋?！叭萘繉印辈捎靡环N非常緊密的頻率重用模式和更小的蜂窩范圍以實(shí)現(xiàn)一些信道的高容量。多層網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常被稱作“支撐覆蓋”網(wǎng)絡(luò)。
在支撐覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，有許多方式控制在層次之間的移交。移交決定可以基于場(chǎng)強(qiáng)或功率預(yù)算值作出。在這種情況下，每一個(gè)BTS站點(diǎn)的干擾值必須預(yù)定，并且調(diào)整移交閾值和傳輸功率以使干擾最小。干擾控制經(jīng)常是一種統(tǒng)計(jì)方法，因而其最終平均質(zhì)量并不能保證單個(gè)連接的質(zhì)量。為此，實(shí)現(xiàn)的容量增加是有問題的。
本發(fā)明的目標(biāo)是在支撐覆蓋蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中提高頻率利用率而不增加同信道干擾，因此大幅度改善容量而不需要較大的附加投資或?qū)W(wǎng)絡(luò)的大量修改。
本發(fā)明的這個(gè)目標(biāo)和其它目標(biāo)將通過根據(jù)本發(fā)明的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，該蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的特征在于所述所分配的無線頻率被劃分成常規(guī)無線頻率和超重用頻率，對(duì)常規(guī)無線頻率使用較低的頻率重用以實(shí)現(xiàn)無縫完全覆蓋，而對(duì)超重用頻率應(yīng)用高頻率重用以提供高的業(yè)務(wù)承載容量，至少蜂窩單元中的一些同時(shí)具有至少一個(gè)常規(guī)頻率和至少一個(gè)超重用頻率，以使所述至少一個(gè)常規(guī)頻率主要用于在蜂窩單元邊界地區(qū)提供服務(wù)，而所述至少一個(gè)超重用頻率主要用于在基站附近地區(qū)提供服務(wù)，通過在所述至少一個(gè)超重用頻率上所估計(jì)的干擾所引起的蜂窩單元內(nèi)部移交，控制在蜂窩單元內(nèi)所述至少一個(gè)常規(guī)頻率和所述至少一個(gè)超重用頻率之間流量負(fù)載分配的裝置。
本發(fā)明也涉及一種在蜂窩無線系統(tǒng)中增加業(yè)務(wù)承載容量的方法。該方法包括以下步驟將蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的無線頻率劃分成常規(guī)無線頻率和超重用頻率，對(duì)常規(guī)無線頻率使用較低的頻率重用以實(shí)現(xiàn)無縫完全覆蓋，而對(duì)超重用頻率應(yīng)用較高頻率重用以提供高的業(yè)務(wù)承載容量，
至少向一些蜂窩單元分配至少一個(gè)常規(guī)頻率和至少一個(gè)超重用頻率，以使常規(guī)頻率主要用于在蜂窩單元邊界地區(qū)提供服務(wù)，而超重用頻率主要用于在基站附近地區(qū)提供服務(wù)，通過在所述至少一個(gè)超重用頻率上所估計(jì)的干擾所引起的蜂窩單元內(nèi)部移交，控制在蜂窩單元內(nèi)所述至少一個(gè)常規(guī)頻率和所述至少一個(gè)超重用頻率之間流量負(fù)載的分配。
在本發(fā)明中，蜂窩網(wǎng)絡(luò)的工作頻譜被劃分成常規(guī)頻率和超重用頻率。通過這兩種頻率，在蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中以下述方式至少在本地提供兩個(gè)或多個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)層，即一般在每一個(gè)蜂窩單元中同時(shí)使用常規(guī)頻率和超重用頻率。
一個(gè)層面，覆蓋層面，采用常規(guī)頻率以及傳統(tǒng)的頻率重用模式和蜂窩單元覆蓋以實(shí)現(xiàn)無縫完全覆蓋。通過采用安全移交邊界和要求低同信道干擾和相鄰信道干擾概率的傳統(tǒng)條件，進(jìn)行常規(guī)頻率重用的頻率規(guī)劃。常規(guī)頻率主要用于在蜂窩單元邊界地區(qū)以及低同信道干擾率的其它位置向移動(dòng)站提供服務(wù)。覆蓋網(wǎng)絡(luò)也在移動(dòng)站要求移交控制和鄰近蜂窩單元測(cè)量的重迭蜂窩單元地區(qū)提供無干擾服務(wù)。
另一個(gè)層面(或者多個(gè)其它層面)，支撐層面，由超重用頻率組成。支撐網(wǎng)絡(luò)采用非常緊密的頻率重用模式以提供擴(kuò)充的容量。這基于以下事實(shí)，即在支撐網(wǎng)絡(luò)中相同頻率的重用比覆蓋網(wǎng)絡(luò)中更頻繁，因此在相同帶寬內(nèi)可以分配更多的收發(fā)信機(jī)。如果頻率重用有例如開始的兩倍那么緊密，則收發(fā)信機(jī)的數(shù)量加倍。超重用頻率用于向鄰近BTS，建筑物內(nèi)部和無線條件較不易受干擾的其它位置的移動(dòng)站提供服務(wù)。
蜂窩網(wǎng)絡(luò)在呼叫建立階段或其后的呼叫過程中通過移交過程進(jìn)行無線資源分配，控制將流量劃分成常規(guī)頻率和超重用頻率。由這樣一種支撐覆蓋網(wǎng)絡(luò)所實(shí)際提供的容量增加，實(shí)際上依賴于能多么有效地指示移動(dòng)站使用超重用頻率，以及能多么有效地避免由頻率重用的增加值所引起的同信道干擾所導(dǎo)致的呼叫質(zhì)量惡化。
根據(jù)本發(fā)明，該問題通過直接和動(dòng)態(tài)控制每一次特定呼叫的同信道干擾值解決。無線網(wǎng)絡(luò)估計(jì)不同頻率上的干擾程度并將移動(dòng)站導(dǎo)向那些充分“清除”了干擾而維持良好的無線連接質(zhì)量的頻率。更精確地，蜂窩網(wǎng)絡(luò)分別對(duì)每一個(gè)正在進(jìn)行的呼叫連續(xù)監(jiān)控蜂窩單元中的每一個(gè)超重用頻率的下行同信道干擾。當(dāng)超重用頻率的同信道干擾值足夠良好時(shí)，呼叫被從常規(guī)頻率向超重用頻率移交。當(dāng)超重用頻率的同信道干擾值惡化時(shí)，呼叫被從超重用頻率移交回常規(guī)頻率?；诿恳粋€(gè)移動(dòng)站所承受的干擾的大致情況，蜂窩網(wǎng)絡(luò)確定對(duì)該呼叫連接最適當(dāng)?shù)念l率。使用測(cè)得的同信道干擾值作為移交決定條件保證了任何單個(gè)蜂窩單元都滿足相同的干擾要求。
在本發(fā)明的主要實(shí)施例中，向蜂窩單元同時(shí)提供常規(guī)頻率和超重用頻率，以使該蜂窩單元的BCCH頻率是一個(gè)常規(guī)頻率，而超重用頻率不可能是一個(gè)BCCH頻率。呼叫建立和來自另一個(gè)蜂窩單元的移交總是首先進(jìn)行到該蜂窩單元中的某個(gè)常規(guī)頻率，其后可以執(zhí)行到該蜂窩單元的超重用頻率的根據(jù)本發(fā)明的支撐覆蓋移交。
獨(dú)立微蜂窩可以配置成僅使用超重用頻率。這樣一種微蜂窩在本文中被稱為子蜂窩。通過建立適當(dāng)?shù)囊平贿B接，在良好位置，也就是流量熱點(diǎn)上的子蜂窩，可以比在它附近的常規(guī)蜂窩單元處理更多的流量。子蜂窩是一個(gè)將某個(gè)超重用頻率作為它的BCCH頻率的獨(dú)立蜂窩單元。因?yàn)樽臃涓C的呼叫建立是不可能的(只有超重用頻率，干擾值不能在呼叫建立之前測(cè)得)，所以流量通過移交傳輸給子蜂窩。
在本發(fā)明的主要實(shí)施例中，通過比較提供服務(wù)的蜂窩單元的下行信號(hào)值和那些使用與提供服務(wù)的蜂窩單元相同的超重用頻率的鄰近蜂窩單元的下行信號(hào)值估計(jì)同信道干擾值。無線網(wǎng)絡(luò)可以計(jì)算出每一個(gè)活躍移動(dòng)站位置的同信道干擾估計(jì)值。同信道干擾的計(jì)算基于移動(dòng)站BCCH頻率的測(cè)量結(jié)果，移動(dòng)站也測(cè)量BCCH頻率以進(jìn)行常規(guī)的移交并向蜂窩網(wǎng)絡(luò)報(bào)告。實(shí)際上，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是它不需要對(duì)傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)站作任何修改。
以下通過優(yōu)選實(shí)施例，參照附圖解釋本發(fā)明，其中

圖1說明了可以應(yīng)用本發(fā)明的蜂窩無線系統(tǒng)的一部分；圖2說明了采用一種頻率重用模式的傳統(tǒng)蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)；圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用常規(guī)和超重用頻率；圖4說明了在圖3的網(wǎng)絡(luò)中由超重用頻率和常規(guī)頻率分別提供的支撐層面和覆蓋層面；圖5表示了根據(jù)本發(fā)明的基站的概要框圖6表示了根據(jù)本發(fā)明的基站控制器的概要框圖；圖7說明了在基站控制器的數(shù)據(jù)庫中特定基站和特定收發(fā)信機(jī)參數(shù)集。
本發(fā)明可以應(yīng)用于所有的蜂窩無線系統(tǒng)。
本發(fā)明尤其適合使用移動(dòng)輔助蜂窩式受控移交的蜂窩系統(tǒng)，例如泛歐數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))和其它基于GSM的系統(tǒng)，例如DCS 1800(數(shù)字通信系統(tǒng))和在美國的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)PCS(個(gè)人通信系統(tǒng))。以下將以GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)為例描述本發(fā)明。GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行對(duì)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員是眾所周知的，在ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))的GSM規(guī)范中定義。進(jìn)一步，可以參看M. Mouly & M. Pautet所著GSM Systemfor Mobile Communication，Palaiseau，法國，1992；ISBN2-9507190-0-7。
GSM類型蜂窩網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)在圖1中說明。該網(wǎng)絡(luò)由兩部分組成基站子系統(tǒng)BSS和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)。BSS和移動(dòng)站MS通過無線鏈路通信。在基站子系統(tǒng)BSS中，每一個(gè)蜂窩單元由一個(gè)基站BTS提供服務(wù)。許多基站連接到一個(gè)基站控制器BSC，基站控制器的功能是控制BTS所使用的無線頻率和信道。BSC的任務(wù)也包括在以下情況下的移交，即移交在該BTS內(nèi)部執(zhí)行或者在由同一個(gè)BSC控制的兩個(gè)BTS之間執(zhí)行。BSC連接到移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC。特定MSC連接到其它電信網(wǎng)絡(luò)，例如公眾交換電話網(wǎng)PSTN，并包括對(duì)發(fā)往這種網(wǎng)絡(luò)和從這種網(wǎng)絡(luò)發(fā)出的呼叫的網(wǎng)關(guān)功能。這樣的MSC被稱為網(wǎng)關(guān)MSC(GMSC)。
為清楚起見，圖1僅示出了一個(gè)MSC和一個(gè)基站子系統(tǒng)，在該基站子系統(tǒng)中9個(gè)基站BTS1-BTS9連接到一個(gè)基站控制器BSC，這些基站的無線區(qū)域構(gòu)成各自的無線蜂窩單元C1-C9。
1.0傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以用圓或六邊形的組合的形式畫出，例如圖1中的蜂窩單元C1-C9。一個(gè)六邊形蜂窩單元與實(shí)際情況有很大不同，但是仍然是一種近似描述網(wǎng)絡(luò)的好方法。蜂窩單元可以有不同的配置，例如全方向的，二等分的，三等分的等等。
蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基本原則是頻率重用，換句話說，相同頻率在給定間距的蜂窩單元中重用。重用通常由頻率重用模式表示，頻率重用模式由一簇使用不同頻率的蜂窩單元組成。簇的大小，也就是在一簇中的蜂窩單元數(shù)量通常用作重用因子的標(biāo)準(zhǔn)。例如在圖2中，重用模式或簇20包括使用彼此不同頻率或不同頻率集合的9個(gè)蜂窩單元A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H和I。在整個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中相同大小的簇中重用相同頻率。簇的大小，蜂窩單元大小和使用相同頻率的兩個(gè)蜂窩單元之間的間距由所需C/I(載波干擾比)比值決定，C/I比值是所需的接收信號(hào)值對(duì)所接收的干擾信號(hào)的比率。最重要的干擾通常是來自使用相同頻率的另一個(gè)蜂窩單元的同信號(hào)干擾。這引起了現(xiàn)有技術(shù)描述所陳述的規(guī)劃問題頻率重用的改善，例如減小蜂窩單元大小，增加業(yè)務(wù)承載容量但是也增加了同信道干擾。一種現(xiàn)有技術(shù)解決方案是多層網(wǎng)絡(luò)，具有由一個(gè)蜂窩層面所提供的“覆蓋層面”，例如宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)，以及由一個(gè)蜂窩層面所提供的“容量層面”，例如微蜂窩網(wǎng)絡(luò)。然而，組成其它蜂窩層面需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的大量投資和改動(dòng)。進(jìn)一步，層面間的移交控制基于場(chǎng)強(qiáng)或功率預(yù)算，這樣在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)的連接質(zhì)量和容量增加是有疑問的，如以上關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)所作的解釋。
1.1傳統(tǒng)移交眾所周知，移動(dòng)站MS可以在移動(dòng)通信系統(tǒng)區(qū)域中從一個(gè)蜂窩單元到另一個(gè)蜂窩單元自由漫游。在移動(dòng)站沒有正在進(jìn)行的呼叫時(shí)，移交僅是在另一個(gè)蜂窩單元中的重新登記。在移動(dòng)站MS在移交期間有正在進(jìn)行的呼叫時(shí)，該呼叫必須也以干擾該呼叫的程度最小的方式從一個(gè)基站連接到另一個(gè)基站。在一次呼叫期間，從一個(gè)業(yè)務(wù)信道向在相同蜂窩單元中或另一個(gè)蜂窩單元中的另一個(gè)業(yè)務(wù)信道的轉(zhuǎn)移被稱為移交。
基站控制器BSC基于每一個(gè)蜂窩單元的不同移交參數(shù)集合和由移動(dòng)站MS和基站BTS所報(bào)告的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行移交決定。移交通?；跓o線徑路的條件引發(fā)，但是移交也可以由于其它原因，包括負(fù)載分配。作為進(jìn)行移交決定的基礎(chǔ)的過程和計(jì)算被稱為移交算法。
例如根據(jù)GSM系統(tǒng)的技術(shù)建議，移動(dòng)站MS監(jiān)控(測(cè)量)提供服務(wù)的蜂窩單元的下行信號(hào)值和質(zhì)量，以及該提供服務(wù)的蜂窩單元的周邊蜂窩單元的下行信號(hào)值。MS最多可以測(cè)量32個(gè)蜂窩單元并向BSC報(bào)告6個(gè)最佳BTS的測(cè)量結(jié)果。BTS監(jiān)控(測(cè)量)從由所述基站BTS提供服務(wù)的每一個(gè)移動(dòng)站MS接收的上行信號(hào)值和質(zhì)量。所有的測(cè)量結(jié)果被前轉(zhuǎn)到BSC?？蛇x地，所有移交決定可以在MSC中進(jìn)行；在這種情況下，測(cè)量結(jié)果也前轉(zhuǎn)到MSC。MSC還至少控制那些從一個(gè)BSC區(qū)域到另一個(gè)BSC區(qū)域所進(jìn)行的移交。
當(dāng)MS在無線網(wǎng)絡(luò)中漫游時(shí)，從提供服務(wù)的蜂窩單元到鄰近蜂窩單元的移交通常在以下情況下引起，即當(dāng)(1)MS和/或BTS的測(cè)量結(jié)果表明當(dāng)前提供服務(wù)的蜂窩單元的下行信號(hào)的低的信號(hào)值和/或信號(hào)質(zhì)量，并且從鄰近的蜂窩單元中獲得一個(gè)較好的信號(hào)值，或者當(dāng)(2)鄰近蜂窩單元中的一個(gè)允許以較低的傳輸功率值通信，也就是說在MS位于蜂窩單元的邊界地區(qū)。在無線網(wǎng)絡(luò)中，盡可能避免不必要的高功率值和由此產(chǎn)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的其它部分的干擾。BSC基于系統(tǒng)所采用的移交算法和所報(bào)告的測(cè)量結(jié)果選擇鄰近的蜂窩單元，這些蜂窩單元的無線徑路的屬性足以應(yīng)付可能的移交。這些選出的鄰接蜂窩單元在本文中被稱為移交待選蜂窩單元，并且移交的最終目標(biāo)蜂窩單元從它們中選出。在最簡單的形式下，目標(biāo)蜂窩單元的選擇可以通過選擇具有最佳無線徑路屬性，也就是最佳信號(hào)值的待選蜂窩單元來實(shí)現(xiàn)。然而，待選蜂窩單元也可以根據(jù)其它方面的特定優(yōu)先值排序。
2.0根據(jù)本發(fā)明的支撐覆蓋網(wǎng)絡(luò)在本發(fā)明中，蜂窩網(wǎng)絡(luò)的工作頻譜被劃分成常規(guī)頻率和超重用頻率。通過這兩種頻率集合，在蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中以下述方式至少在本地提供了兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的“網(wǎng)絡(luò)層面”，即在每一個(gè)蜂窩單元中一般同時(shí)采用常規(guī)頻率和應(yīng)用彼此不同的重用因子的超重用頻率。以下將詳細(xì)描述的子蜂窩是一個(gè)例外。圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，它通過在圖2的傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的蜂窩單元中加入超重用頻率形成。圖4說明了在蜂窩單元中常規(guī)頻率和超重用頻率如何形成頻域中的兩個(gè)不同“網(wǎng)絡(luò)層面”。
在層面41，“覆蓋層面”中使用蜂窩單元10的常規(guī)頻率，也就是A，B，C，D，E，G，H和I，以及傳統(tǒng)頻率重用模式和蜂窩單元半徑以產(chǎn)生無縫完全覆蓋。常規(guī)頻率重用的頻率規(guī)劃通過使用安全移交邊界并要求低的同信道和相鄰信道干擾概率的傳統(tǒng)條件來進(jìn)行。常規(guī)頻率主要用于在蜂窩單元邊界地區(qū)和其它同信道干擾率低的位置向移動(dòng)站提供服務(wù)。覆蓋網(wǎng)絡(luò)也在移動(dòng)站要求移交控制和鄰近蜂窩單元測(cè)量的重迭蜂窩單元區(qū)域中提供無干擾服務(wù)。因此，覆蓋網(wǎng)絡(luò)一般是一種傳統(tǒng)的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)。它還可以是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)蜂窩(picocell)層面，該網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)物理蜂窩層面，例如宏蜂窩層面，微蜂窩層面或皮蜂窩層面。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的頻譜劃分在物理宏蜂窩，微蜂窩或皮蜂窩單元內(nèi)部執(zhí)行。在圖3和4的例子中，覆蓋網(wǎng)絡(luò)是一種根據(jù)圖2的單維蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其中簇大小是8。
另一個(gè)層面(或多個(gè)其它層面)42，“支撐層面”，由蜂窩單元的超重用頻率S1，S2和S3組成。這樣，注意到本發(fā)明一般僅使用一個(gè)物理蜂窩層面，以及覆蓋和支撐層面不是由不同物理蜂窩單元或相同物理蜂窩單元中的不同頻率或頻率集合構(gòu)成。支撐網(wǎng)絡(luò)使用一種非常緊密的頻率重用模式，從而為常規(guī)蜂窩單元10內(nèi)部的超重用頻率創(chuàng)建由圖3中一個(gè)小的六邊形11所代表的較小覆蓋。擴(kuò)充容量的提供基于以下事實(shí)，即在支撐網(wǎng)絡(luò)中可以比在覆蓋網(wǎng)絡(luò)中更頻繁地重用相同的頻率，因此在相同帶寬內(nèi)可以分配更多的收發(fā)信機(jī)。在圖3和4的例子中，支撐層面的簇大小是3，這樣，每一頻率的收發(fā)信機(jī)的數(shù)量可以是覆蓋層面的大約3倍(簇大小為8)。超重用頻率用于向鄰近BTS，建筑物內(nèi)部和其它無線條件不易受干擾的移動(dòng)站提供服務(wù)。如圖3和4中所說明的，超重用頻率不提供連續(xù)覆蓋而是單獨(dú)的覆蓋區(qū)域。然而，根據(jù)頻率重用因子，超重用頻率覆蓋也可能重迭。
蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以采用獨(dú)立應(yīng)用類似或不同重用的多個(gè)超重用頻率集合。這樣，每一個(gè)超重用頻率集合形成了一個(gè)不同的支撐“網(wǎng)絡(luò)層面”。
在基站BTS針對(duì)收發(fā)信機(jī)控制將蜂窩單元頻率劃分成常規(guī)和超重用頻率。在基站的所有無線收發(fā)信機(jī)(TRX)定義成常規(guī)TRX或超重用TRX(子蜂窩是一個(gè)例外)。常規(guī)TRX的無線頻率位于常規(guī)頻率中，也就是A-I。超重用TRX的無線頻率是的一個(gè)超重用頻率，也就是S1，S2和S3。每一個(gè)BTS必須額外具有一個(gè)寬帶控制信道頻率(BCCH頻率)，該頻率例如由MS在相鄰蜂窩單元測(cè)量中測(cè)得。在本發(fā)明的主要實(shí)施例中，BCCH頻率總是一個(gè)常規(guī)頻率。子蜂窩又是一個(gè)例外；在子蜂窩中BCCH頻率是一個(gè)超重用頻率。
蜂窩單元10的基站BTS一般同時(shí)配備兩種類型的TRX。圖5說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)BTS，包括兩個(gè)TRX 51和52。然而應(yīng)當(dāng)注意可以有任意所需數(shù)量的TRX。TRX 51是一個(gè)常規(guī)TRX，其無線頻率A是一個(gè)常規(guī)頻率，并且也提供該蜂窩單元的BCCH。TRX 52是一個(gè)超重用TRX，其無線頻率S1是一個(gè)超重用頻率。TRX 51和52通過一個(gè)合并和劃分單元54連接到通用發(fā)送和接收天線ANTTX和ANTRX。常規(guī)頻率和超重用頻率也可以有不同的天線，例如用以獲得對(duì)超重用頻率盡可能有利的覆蓋。TRX 51和52進(jìn)一步連接到傳輸系統(tǒng)設(shè)備55，該傳輸系統(tǒng)設(shè)備向BSC提供到傳輸鏈路的連接，例如一條2 Mbit/s PCM鏈路。TRX 51和52的操作由控制單元53控制，該控制單元通過傳輸系統(tǒng)設(shè)備55具有到BSC的信令連接。根據(jù)本發(fā)明的BTS可以是一個(gè)完全商業(yè)化的基站，例如諾基亞電信公司生產(chǎn)的GSM基站DE21。本發(fā)明的本質(zhì)在于TRX所使用的頻率的劃分。
以上所述的蜂窩單元和基站原則的一個(gè)例外是子蜂窩。子蜂窩是具有適當(dāng)位置，也就是流量熱點(diǎn)，并且被配置成僅使用超重用頻率的單個(gè)物理微蜂窩。換句話說，從頻譜劃分角度來看，子蜂窩位于一個(gè)支撐網(wǎng)絡(luò)上并通過建立適當(dāng)?shù)囊平贿B接，能夠比在其附近地區(qū)的常規(guī)蜂窩單元處理更多的流量。因?yàn)樽臃涓C是一個(gè)獨(dú)立的蜂窩單元，它使用超重用頻率作為它的BCCH頻率。然而對(duì)子蜂窩而言，在本發(fā)明的主要實(shí)施例中，在BCCH頻率上直接向該子蜂窩發(fā)送防止呼叫建立的阻塞參數(shù)。這樣，子蜂窩只能從鄰接常規(guī)蜂窩單元通過移交接入，該鄰接常規(guī)蜂窩單元被稱為父蜂窩單元。圖4示出了一種具有超重用頻率S4的蜂窩單元44。
蜂窩網(wǎng)絡(luò)，在本發(fā)明的主要實(shí)施例中是一個(gè)BSC，通過在呼叫建立階段分配無線資源以及其后在呼叫期間通過移交過程，控制將流量劃分成常規(guī)頻率和超重用頻率。圖6示出了BSC的概要框圖。群接線器(groupswitch)GSW 61提供了BSC的連接操作。除了在基站BTS和MSC之間尋路呼叫之外，群接線器GSW用于連接BSC內(nèi)部移交中的呼叫?？刂茊卧?2處理在基站子系統(tǒng)BSS內(nèi)部的所有控制操作，例如執(zhí)行移交算法。網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)庫63包含基站子系統(tǒng)BSS的所有移交和配置參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的支撐覆蓋屬性所需的所有參數(shù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫63中。包含在數(shù)據(jù)庫63中的一種特定基站和特定TRX的參數(shù)設(shè)置在圖7描述；此處特定TRX參數(shù)定義，例如是否涉及常規(guī)或超重用TRX。其它參數(shù)將在以下詳細(xì)描述。本發(fā)明僅要求對(duì)控制單元62的功能和數(shù)據(jù)庫63中參數(shù)設(shè)置作一些改動(dòng)，以下將更詳細(xì)地描述這些改動(dòng)。本發(fā)明的BSC也可以通過任何商業(yè)BSC實(shí)現(xiàn)。
3.0智能支撐覆蓋移交3.1通用原則由本發(fā)明的支撐覆蓋網(wǎng)絡(luò)所實(shí)際提供的容量增加依賴于能多么有效地指導(dǎo)移動(dòng)站MS使用超重用頻率以及能多么有效地同時(shí)避免呼叫質(zhì)量的惡化。
在本發(fā)明中，通過在呼叫建立階段分配無線資源以及其后在呼叫期間通過移交過程，BSC控制將流量劃分成常規(guī)頻率和超重用頻率。BSC僅在常規(guī)TRX上分配一個(gè)流量信道給待建立的呼叫或者從另一個(gè)常規(guī)蜂窩單元移交的呼叫，因此常規(guī)蜂窩單元必須具有至少一個(gè)常規(guī)TRX，一般是一個(gè)BCCH TRX，如圖5所示。之后，BSC分別對(duì)每一個(gè)正進(jìn)行的呼叫監(jiān)控該常規(guī)蜂窩單元的每一個(gè)超重用頻率。監(jiān)控以以下方式完成，即BSC通過不同參數(shù)和該MS通過BTS報(bào)告的測(cè)量結(jié)果計(jì)算出超重用TRX的下行C/I比值。C/I估算的原則是簡單的。通過比較提供服務(wù)的蜂窩單元的下行信號(hào)值(C＝載波)和使用與提供服務(wù)的蜂窩單元相同的超重用頻率的相鄰蜂窩單元的下行信號(hào)值(I＝干擾)，該BSC可以計(jì)算出在每一個(gè)活躍移動(dòng)站MS位置的超重用頻率的C/I比值。因?yàn)樵诜涓C單元的常規(guī)頻率和超重用頻率上的下行傳輸功率是相同的，所以該C/I可以通過這種方式計(jì)算。
例子超重用頻率90已經(jīng)被分配給蜂窩單元A和B，并且這些蜂窩單元相距足夠的近，引起了干擾。當(dāng)提供服務(wù)的蜂窩單元A的下行信號(hào)值是-70dBm，而相鄰蜂窩單元B的信號(hào)值是-86dBm，則蜂窩單元A的超重用TRX(頻率90)的下行C/I比值是16dB。
當(dāng)超重用TRX的下行C/I比值足夠好時(shí)，BSC總是將常規(guī)TRX的呼叫移交到超重用TRX(圖4中的移交HO2)。當(dāng)超重用TRX的下行C/I比值變差時(shí)，BSC又將呼叫從超重用TRX移交到在同一個(gè)蜂窩單元中的常規(guī)TRX(圖4中的移交HO3)。如果在該BSC下還有子蜂窩-例如圖4中子蜂窩44-它與常規(guī)/提供服務(wù)的蜂窩單元相鄰，該BSC在每一次呼叫期間連續(xù)監(jiān)控子蜂窩的每一個(gè)超重用頻率的下行C/I比值。在子蜂窩的下行C/I比值足夠好時(shí)，該次呼叫從常規(guī)蜂窩單元移交到子蜂窩(圖4中的移交HO5)。當(dāng)子蜂窩的下行C/I比值變差時(shí)，呼叫又被從子蜂窩移交到與該子蜂窩相鄰的某個(gè)常規(guī)/父蜂窩單元(圖4中的移交HO6)。
上述無線資源分配和移交一起形成了蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的一種智能支撐覆蓋屬性；這種屬性通過圖7中所說明的不同參數(shù)控制。這些所需的參數(shù)存儲(chǔ)在BSC的網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)庫63中(圖6)。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者可以例如通過網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營和維護(hù)中心OMC來管理這些參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的支撐覆蓋屬性對(duì)移交算法的每一個(gè)階段測(cè)量結(jié)果的處理，閾值比較和判定算法具有特定要求。然而，根據(jù)本發(fā)明的智能支撐覆蓋屬性仍然與上述標(biāo)準(zhǔn)移交算法兼容。這時(shí)因?yàn)橐韵率聦?shí)，即BSC對(duì)由常規(guī)和超重用頻率之間的流量控制所引發(fā)的移交和由傳統(tǒng)無線徑路條件，例如功率預(yù)算，低的信號(hào)值和差的信號(hào)質(zhì)量所引發(fā)的移交使用不同的移交判定算法。
以下將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的支撐覆蓋移交的主要步驟，這些步驟是1)無線鏈路測(cè)量的處理，2)C/I判定過程，3)移交閾值比較和4)移交待選目標(biāo)的選擇。
3.2無線鏈路測(cè)量的處理如前所述，由BSC所作的支撐覆蓋移交決定基于MS所報(bào)告的測(cè)量結(jié)果和不同參數(shù)。在BSC的數(shù)據(jù)庫63能夠?yàn)槊恳淮魏艚芯S護(hù)32個(gè)相鄰蜂窩單元的測(cè)量表，并在測(cè)量結(jié)果到達(dá)時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)。進(jìn)一步，為每一個(gè)超重用TRX定義了特定數(shù)量的干擾蜂窩單元，如圖7所示。干擾蜂窩單元必須與提供服務(wù)的蜂窩單元相鄰，因?yàn)镸S僅測(cè)量在相鄰蜂窩單元列表中所定義的蜂窩單元。在本發(fā)明的主要實(shí)施例中，對(duì)能夠?qū)σ淮魏艚型瑫r(shí)監(jiān)控多個(gè)超重用TRX和干擾它們的蜂窩單元的BSC而言，必須可以為每一個(gè)超重用TRX最多定義5個(gè)干擾蜂窩單元。這允許在BSC中同時(shí)監(jiān)控所有超重用TRX。
被測(cè)蜂窩單元的信息被發(fā)送給在相鄰蜂窩單元表中的MS。該MS測(cè)量在該表中定義的蜂窩單元并且向BSC報(bào)告6個(gè)最強(qiáng)鄰接蜂窩單元的測(cè)量結(jié)果。干擾蜂窩單元必須與提供服務(wù)的蜂窩單元相鄰，否則該MS不會(huì)測(cè)量和報(bào)告干擾蜂窩單元的信號(hào)值。在任何情況下，干擾蜂窩單元的測(cè)量結(jié)果經(jīng)常比6個(gè)最強(qiáng)相鄰蜂窩單元的測(cè)量結(jié)果要弱，因此測(cè)得的干擾蜂窩單元下行值RXLEV僅能間歇地使用。
當(dāng)干擾蜂窩單元的RXLEV在測(cè)量結(jié)果中丟失時(shí)，需要采取的步驟依賴于干擾蜂窩單元的RXLEV是否被認(rèn)為一個(gè)直接測(cè)得的干擾值，或者干擾蜂窩單元的RXLEV是否是一個(gè)如條目3.3中所解釋的，用于計(jì)算干擾估計(jì)值的參考值。
1)直接測(cè)得的干擾值。在MS報(bào)告了6個(gè)相鄰蜂窩單元的測(cè)量結(jié)果時(shí)，也就是測(cè)量樣本所占據(jù)的6個(gè)位置，輸入6個(gè)所報(bào)告的蜂窩單元中的最弱RXLEV作為那些從測(cè)量樣本中丟失的干擾蜂窩單元測(cè)量值。在MS報(bào)告少于6個(gè)相鄰蜂窩單元的測(cè)量結(jié)果時(shí)，輸入一個(gè)0值作為那些從測(cè)量樣本中丟失的干擾蜂窩單元測(cè)量值。
2)該測(cè)量值用于計(jì)算干擾估計(jì)值。對(duì)那些其測(cè)量值用于計(jì)算干擾估計(jì)值并且從測(cè)量樣本中丟失的蜂窩單元，輸入一個(gè)0值作為測(cè)量值。
為了獲取最大的可靠性，BSC可以計(jì)算出多個(gè)測(cè)量結(jié)果的平均值，然后將它用于C/I估算中。
3.3 C/I估算每當(dāng)BSC接收測(cè)量結(jié)果和計(jì)算這些測(cè)量結(jié)果的平均值時(shí)執(zhí)行C/I估算。
如果呼叫發(fā)生在常規(guī)TRX，C/I估算涉及提供服務(wù)的蜂窩單元的每一個(gè)超重用TRX以及與提供服務(wù)的蜂窩單元相鄰的那些子蜂窩。在這種情況下，估算盡量為移交發(fā)現(xiàn)一個(gè)具有足夠好的C/I比值的超重用TRX。
如果該次呼叫被移交到一個(gè)超重用TRX，C/I估算僅涉及超重用TRX本身。在這種情況下，估算的目標(biāo)是監(jiān)控超重用頻率的C/I比值是否足夠好或者該次呼叫是否被移交到某個(gè)常規(guī)頻率。
BSC通過所述TRX的處理后的測(cè)量結(jié)果(平均)和參數(shù)集合，以上述方式計(jì)算超重用TRX的下行C/I比值。處理后的測(cè)量結(jié)果是提供服務(wù)的蜂窩單元的下行RXLEV，干擾蜂窩單元的下行RXLEV和子蜂窩的下行RXLEV。參數(shù)是Level Adjustment，CIEstWeight和CIEstType；這些在數(shù)據(jù)庫BSC的TRX數(shù)據(jù)集合(圖7)。Level Adjustment是干擾蜂窩單元的調(diào)整值(-63dB…63dB)，用于從干擾蜂窩單元的信號(hào)值中計(jì)算干擾估計(jì)值。CIEstWeight是干擾蜂窩單元(1…10)的加權(quán)系數(shù)。CIEstType指示干擾蜂窩單元的信號(hào)值是否被認(rèn)為是直接測(cè)得的干擾值或者干擾蜂窩單元的信號(hào)值是否是一個(gè)用于計(jì)算干擾估計(jì)值的參考值。
通過比較超重用TRX的下行RXLEV和下行干擾值，BSC可以計(jì)算超重用TRX的C/I比值。
3.3.1計(jì)算超重用TRX的RXLEV對(duì)上述比較而言，超重用TRX的RXLEV必須首先確定。
以下考慮超重用TRX被分配給常規(guī)蜂窩單元(例1)或者分配給子蜂窩(例2和3)的情況。
1)常規(guī)蜂窩單元的超重用TRX的平均下行接收值A(chǔ)V_RXLEV_TRX(k)以下述方式計(jì)算(AV_RXLEV_TRX(k)＝AV_RXLEV_DL_HO+(BS_TXPWR_MAX_BS_TXPWR)(1)其中AV_RXLEV_DLHO是提供服務(wù)的蜂窩單元的平均下行RXLEV。BS_TXPWR_MAX_BX_TXPWR是在提供服務(wù)的蜂窩單元中所允許的最大下行RF功率和因?yàn)锽TS功率控制的實(shí)際下行功率之差。
2)當(dāng)子蜂窩作為移交待選目標(biāo)時(shí)，超重用TRX的平均下行接收值A(chǔ)V_RXLEV_TRX(k)等于子蜂窩的平均下行接收值。
3)當(dāng)子蜂窩是提供服務(wù)的蜂窩單元時(shí)，超重用TRX的平均下行接收值A(chǔ)V_RXLEV_TRX(k)以下述方式計(jì)算AV_RXLEV_TRX(k)＝AV_RXLEV_DL_HO+(BS_TXPWR_MAX-BS_TXPWR)(2)3.3.2.直接測(cè)得的干擾值最常見的情況是干擾蜂窩單元是與提供服務(wù)的蜂窩單元相鄰的一個(gè)常規(guī)蜂窩單元，并且干擾蜂窩單元具有與提供服務(wù)的蜂窩單元相同的超重用頻率集合。干擾蜂窩單元的位置也足夠的近，引起了干擾。在這種情況下，干擾蜂窩單元的平均下行接收值A(chǔ)V_RXLEV_INFx(k)直接對(duì)應(yīng)于由干擾蜂窩單元所引起的在超重用TRX上的干擾值I。
3.3.4.干擾估計(jì)值如果呼叫位于子蜂窩的超重用TRX(BCCH頻率)上，或者子蜂窩是移交待選目標(biāo)，并且潛在的干擾源是具有相同超重用頻率(也是BCCH頻率)的另一個(gè)子蜂窩，因?yàn)锽CCH相同，MS不能直接測(cè)量和報(bào)告相應(yīng)的干擾值。在這種情況下，BSC通過MS能夠測(cè)量和報(bào)告的信號(hào)值僅能估計(jì)由其它子蜂窩所引起的干擾值。
如果常規(guī)鄰接蜂窩單元的RF信號(hào)輪廓與提供服務(wù)的蜂窩單元的覆蓋區(qū)域內(nèi)部的干擾輪廓相近，就可能將常規(guī)鄰接蜂窩單元定義成干擾蜂窩單元(參考蜂窩單元)，而不是真正的干擾源。當(dāng)RF信號(hào)值和干擾值(例如6dB)的比率在提供服務(wù)的蜂窩單元的服務(wù)區(qū)域內(nèi)部保持不變時(shí)，RF信號(hào)輪廓被認(rèn)為與干擾輪廓相同。該比率通過每一個(gè)干擾或參考蜂窩單元的上述參數(shù)LevelAdjustment集合表示，如圖7所示。鄰接蜂窩單元的類型通過參數(shù)CIEstType指明。
3.3.3.1基于多個(gè)蜂窩單元的干擾值估計(jì)為了增加估計(jì)的可靠性，可以使用多個(gè)參考蜂窩單元計(jì)算下行干擾估計(jì)值A(chǔ)V_RXLEV_ESTM(k)。AV_RXLEV_ESTM(k)和超重用TRX下行C/I比值通過使用類似的估計(jì)方法計(jì)算?？梢允褂貌煌瑪?shù)學(xué)方法，例如取平均值方法和取最大值方法，計(jì)算超重用TRX的下行C/I比值或下行干擾估計(jì)值。蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以采用多個(gè)計(jì)算方法，可以通過例如特定參數(shù)針對(duì)蜂窩單元選擇這些方法。以下將通過例子描述取平均值方法。
取平均值方法下行干擾估計(jì)值A(chǔ)V_RXLEV_ESTM(k)通過下述方式的取平均值方法計(jì)算(當(dāng)僅考慮參考蜂窩單元的RXLEV時(shí))AV_RXLEV_ESTM(k)＝[W1(k)*(AV_RXLEV_INTF1(k)+LEV_ADJ_INTF1(k))+
W2(k)*(AV_RXLEV_INTF2(k)+LEV_ADJ_INTF2(k))]/[W1(k)+W2(k)+W3(k)+W4(k)+W5(k)] (3)超重用收發(fā)信機(jī)TRX(k)的下行C/I比值CI_RATIO(k)通過下述方式的取平均值方法計(jì)算(當(dāng)僅考慮參考蜂窩單元的RXLEV時(shí)；使用由方程3所估計(jì)的下行干擾值A(chǔ)V_RXLEV_ESTM(k)，而不是參考蜂窩單元的RXLEV)CI_RATIO(k)＝[W3(k)*(AV_RXLEV_TRX(k)-AV_RXLEV_INTF3(k)-LEV_ADJ_INTF3(k))+W4(k)*(AV_RXLEV_TRX(k)-AV_RXLEV_INTF4(k)-EV_ADJ_INTF4(k))]+，1*(AV_RXLEV_TRX(k)-AV_RXLEV_ESTM(k))]/(W3(k)+W4(k)+1) (4)LEV_ADJ_INFTx(k)是干擾/參考蜂窩單元的調(diào)整參數(shù)(LevelAdjustment)，并且Vx(k)是干擾/參考蜂窩單元的加權(quán)系數(shù)(為每一個(gè)干擾蜂窩單元設(shè)置參數(shù)CIEstWeight)。
3.4移交閾值比較除了通常的移交閾值之外，根據(jù)本發(fā)明的支撐覆蓋屬性引入了兩種特殊的移交閾值-SuperReuseGoodCiThreshold是在比較超重用TRX的下行C/I比值以啟動(dòng)到該超重用TRX的移交中使用的一個(gè)閾值。
-SuperReuseBadCiThreshold是在比較超重用TRX的下行C/I比值以啟動(dòng)從該超重用TRX離去的移交中使用的一個(gè)閾值。這兩種移交閾值都由三部分組成實(shí)際閾值(CiRatio)，在可以進(jìn)行判定之前必須考慮的比較總數(shù)量(Nx)，在可以進(jìn)行任何測(cè)量之前，總比較(Px)中下行C/I比值必須低于/高于或等于該閾值的比較數(shù)量。每一次PSC從MS1接收到測(cè)量結(jié)果(例如在每一個(gè)SACCH復(fù)幀之后)，該BSC將特定超重用TRX的下行C/I比值和特定移交閾值相比較。當(dāng)該呼叫發(fā)生在常規(guī)TRX上時(shí)，閾值比較涉及提供服務(wù)的蜂窩單元的每一個(gè)超重用TRX和那些與提供服務(wù)的蜂窩單元相鄰的子蜂窩，并且移交閾值是SuperReuseGoodCiThreshold。如果呼叫被移交到超重用TRX，閾值比較僅涉及該超重用TRX本身，并且移交閾值是SuperReuseBadCiThreshold。
閾值比較和需要采取的步驟如下1)比較下行C/I比值CI_RATIO(k)和SuperReuseGoodCiThreshold。如果在超重用TRX的下行C/I比值的總的Nx個(gè)比較中至少有Bx個(gè)比較，CI_RATIO(k)大于或者等于閾值CiRatio，由于良好的C/I比值，可以進(jìn)行從常規(guī)TRX到超重用TRX(k)的移交。
2)比較下行C/I比值CI_RATIO(k)和SuperReuseBadThreshold。如果在超重用TRX的下行C/I比值的總的Nx個(gè)比較中至少有Bx個(gè)比較，CI_RATIO(k)小于或者等于閾值CiRatio，由于差的C/I比值，需要進(jìn)行從超重用TRX(k)到常規(guī)TRX的移交。
3.5移交判定算法3.5.1從常規(guī)TRX到超重用TRX的蜂窩單元內(nèi)部移交當(dāng)移交閾值比較指明因?yàn)榱己玫腃/I比值，可以進(jìn)行從常規(guī)TRX到指定超重用TRX的移交時(shí)，BSC認(rèn)同進(jìn)行移交的可能性。如果在提供服務(wù)的蜂窩單元中存在同時(shí)解決C/I比值的移交要求的多個(gè)超重用TRX，移交算法根據(jù)C/I比值將超重用TRX排序。如果在提供服務(wù)的蜂窩單元和在子蜂窩中同時(shí)存在合適的超重用TRX，在子蜂窩和提供服務(wù)的蜂窩單元兩者中，BSC優(yōu)先考慮子蜂窩。換句話說，該BSC執(zhí)行到子蜂窩的蜂窩單元間移交，而不是蜂窩單元內(nèi)部移交。
3.5.2從超重用TRX到常規(guī)TRX的蜂窩單元內(nèi)部移交當(dāng)移交閾值比較指明存在以下移交條件中的一些時(shí)，BSC認(rèn)同進(jìn)行移交的必要性下行干擾，下行質(zhì)量和差的C/I比值。在移交嘗試的起因是下行干擾或下行質(zhì)量，以及到常規(guī)TRX的蜂窩單元內(nèi)部移交失敗的情況下，BSC可以執(zhí)行到另一個(gè)常規(guī)蜂窩單元的移交以保持呼叫。
3.5.3在超重用TRX之間的蜂窩單元內(nèi)部移交當(dāng)移交閾值比較指明因?yàn)樯闲懈蓴_而導(dǎo)致可能需要蜂窩單元內(nèi)部移交時(shí)，BSC認(rèn)同進(jìn)行移交的必要性。如果到另一個(gè)超重用TRX的蜂窩單元內(nèi)部移交的嘗試失敗，或者移交不被允許，BSC可能執(zhí)行到常規(guī)TRX的蜂窩單元內(nèi)部移交或者蜂窩單元間移交以保持呼叫。
3.5.4從常規(guī)蜂窩單元到子蜂窩的蜂窩單元間移交當(dāng)移交閾值比較指明因?yàn)榱己玫腃/I比值，可以進(jìn)行從常規(guī)TRX到指定的子蜂窩的超重用TRX的移交時(shí)，BSC認(rèn)同進(jìn)行移交的可能性。為了使移交到子蜂窩的成為可能，子蜂窩必須也滿足無線鏈路屬性的下述要求1.AV_RXLEV_NCELL(n)＞RXLEV_MIN(n)+MAX(0，Pa)其中Pa＝(MS_TXPWR_MAX(n)-P) (5)2.PBGT(n)＞HO_MARGIN_PBGT(n)RXLEV_MIN(n)是在可以移交之前子蜂窩(n)中的信號(hào)值A(chǔ)V_RXLEV_NCELL(n)必須超過的值。在通常的移交算法中為每一個(gè)鄰接蜂窩單元設(shè)置該參數(shù)。MS_TXPWR_MAX(n)是允許MS在鄰接蜂窩單元中的業(yè)務(wù)信道上使用的RX功率最大值。H_MARGIN_BGT(n)是在可以移交之前子蜂窩(n)的功率預(yù)算PBGT(n)必須超過的邊界。在通常的移交中也為每一個(gè)鄰接蜂窩單元設(shè)置這些參數(shù)。B是MS的最大功率。
如果在許多子蜂窩中存在合適的超重用頻率，BSC根據(jù)優(yōu)先值和子蜂窩的負(fù)載將子蜂窩排序，并選擇最佳子蜂窩作為目標(biāo)蜂窩單元。如果在子蜂窩中存在同時(shí)滿足C/I比值要求的多個(gè)超重用TRX，移交算法根據(jù)C/I比值將TRX排序。
3.5.5.從子蜂窩到常規(guī)蜂窩單元的蜂窩單元間移交當(dāng)移交閾值比較指明存在以下移交條件中的一些時(shí)，BSC認(rèn)同進(jìn)行移交的必要性下行干擾，下行質(zhì)量和差的C/I比值。如果存在多個(gè)可用的常規(guī)蜂窩單元，BSC選擇具有最佳信號(hào)強(qiáng)度條件的一個(gè)常規(guī)蜂窩單元作為目標(biāo)蜂窩單元。如果在該BSC區(qū)域中沒有可用的常規(guī)蜂窩單元，該BSC可以啟動(dòng)由傳統(tǒng)條件引發(fā)的BSC間移交以保持該次呼叫。在呼叫建立之后，并且在所有移交之后，最好有一段給定的時(shí)間，在該時(shí)間段中C/I估計(jì)被認(rèn)為是不可靠的并且不允許移交。在啟動(dòng)C/I估計(jì)之前，允許MS在該時(shí)間段中解碼干擾/參考蜂窩單元的標(biāo)識(shí)符BSIC。進(jìn)一步，最好通過設(shè)置與同一個(gè)連接相關(guān)的移交之間的最小間隔，阻止相同MS的重復(fù)的移交。進(jìn)一步，如果出于某些原因移交嘗試失敗，對(duì)同一個(gè)連接的新嘗試僅在最小間隔之后才被允許。
與它們相關(guān)的圖和描述僅用于說明本發(fā)明。在細(xì)節(jié)上，本發(fā)明可以在所附權(quán)利要求書的范圍和精神內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，包括在蜂窩單元中重用的所分配的無線頻率，其特征在于，所述所分配的無線頻率被劃分成常規(guī)無線頻率和超重用頻率，對(duì)常規(guī)無線頻率使用較低頻率重用以實(shí)現(xiàn)無縫完全覆蓋，而對(duì)超重用頻率應(yīng)用高頻率重用以提供高的業(yè)務(wù)承載容量，至少一些蜂窩單元同時(shí)具有至少一個(gè)常規(guī)頻率和至少一個(gè)超重用頻率，以使所述至少一個(gè)常規(guī)頻率主要用于在蜂窩單元邊界地區(qū)提供服務(wù)，而所述至少一個(gè)超重用頻率主要用于在基站附近地區(qū)提供服務(wù)，通過在所述至少一個(gè)超重用頻率上所估計(jì)的干擾所引起的蜂窩單元內(nèi)部的移交，控制在蜂窩單元內(nèi)所述至少一個(gè)常規(guī)頻率和所述至少一個(gè)超重用頻率之間流量負(fù)載分配的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，引起從常規(guī)頻率到超重用頻率的移交的原因是超重用頻率干擾值足夠良好，以及引起從超重用頻率到常規(guī)頻率的移交的原因是超重用頻率干擾值太差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的系統(tǒng)，其特征在于，蜂窩單元的BCCH頻率總是常規(guī)頻率，并且在呼叫建立或者來自另一個(gè)蜂窩單元的移交中所指派的無線頻率總是一個(gè)常規(guī)頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于它進(jìn)一步包括至少一個(gè)僅具有超重用頻率的微蜂窩，這些超重用頻率中的某一個(gè)是BCCH頻率，并且在該微蜂窩中的呼叫建立被阻塞，以及該蜂窩網(wǎng)絡(luò)包括通過由微蜂窩中的干擾值所引起的蜂窩單元間移交，控制在常規(guī)蜂窩單元和微蜂窩之間的流量負(fù)載分配的裝置。
5.一種在任一前述權(quán)利要求中所述的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，包括一移動(dòng)輔助移交過程，在該過程中移動(dòng)站(MS)測(cè)量提供服務(wù)的蜂窩單元的信號(hào)接收值以及鄰接蜂窩單元的信號(hào)值，并且將測(cè)量結(jié)果前轉(zhuǎn)給蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的移交控制裝置，其特征在于，調(diào)整移交控制裝置以基于測(cè)量結(jié)果估計(jì)提供服務(wù)的蜂窩單元的超重用頻率的干擾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于被指派到一個(gè)或多個(gè)鄰接蜂窩單元為提供服務(wù)的蜂窩單元的每一個(gè)超重用頻率上，所測(cè)得的鄰接蜂窩單元的接收值被用于估計(jì)在所述超重用頻率上的干擾。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中所述的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于移動(dòng)站的測(cè)量結(jié)果僅涉及有限數(shù)量的周圍蜂窩單元，并且在所述周圍蜂窩單元中，至少一個(gè)參考蜂窩單元被指派給提供服務(wù)的蜂窩單元的至少一個(gè)超重用頻率，所述參考蜂窩單元具有與更遠(yuǎn)的蜂窩單元相似類型的干擾輪廓，該更遠(yuǎn)的蜂窩單元是超重用頻率的潛在干擾源，但不是直接由該移動(dòng)站測(cè)量，并且利用參考蜂窩單元的測(cè)得的信號(hào)值，調(diào)整移交控制裝置以估計(jì)由所述更遠(yuǎn)的蜂窩單元所引起的在超重用頻率的干擾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其特征在于通過考慮參考蜂窩單元和實(shí)際干擾蜂窩單元的信號(hào)值之差，糾正測(cè)得的參考蜂窩單元接收值，調(diào)整移交算法以估計(jì)干擾蜂窩單元的信號(hào)值。
9.一種在蜂窩無線系統(tǒng)中增加業(yè)務(wù)承載容量的方法，其特征在于它包括以下步驟將蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的無線頻率劃分成常規(guī)無線頻率和超重用頻率，對(duì)常規(guī)無線頻率使用較低的頻率重用以實(shí)現(xiàn)無縫完全覆蓋，而對(duì)超重用頻率應(yīng)用較高頻率重用以提供高的業(yè)務(wù)承載容量，至少向一些蜂窩單元同時(shí)分配至少一個(gè)常規(guī)頻率和至少一個(gè)超重用頻率，以使常規(guī)頻率主要用于在蜂窩單元邊界地區(qū)提供服務(wù)，而超重用頻率主要用于在基站附近地區(qū)提供服務(wù)，通過在所述至少一個(gè)超重用頻率上所估計(jì)的干擾所引起的蜂窩單元內(nèi)部的移交，控制在蜂窩單元內(nèi)所述至少一個(gè)常規(guī)頻率和所述至少一個(gè)超重用頻率之間流量負(fù)載的分配。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其特征在于，當(dāng)超重用頻率具有足夠良好的干擾值時(shí)，執(zhí)行從常規(guī)頻率到超重用頻率的蜂窩單元內(nèi)部移交，以及當(dāng)超重用頻率具有太差的干擾值時(shí)，執(zhí)行從超重用頻率到常規(guī)頻率的移交。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10中所述的方法，其特征在于，在每一種情況下，分配一個(gè)常規(guī)頻率作為蜂窩單元的BCCH頻率，在每一種情況下，在呼叫建立中或者來自另一個(gè)蜂窩單元的移交中指派一個(gè)常規(guī)頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求9，10或11中所述的方法，其特征在于，在移動(dòng)站中測(cè)量提供服務(wù)的蜂窩單元的信號(hào)接收值，最好還測(cè)量質(zhì)量，在移動(dòng)站中測(cè)量提供服務(wù)的蜂窩單元周圍的蜂窩單元的信號(hào)接收值，從該移動(dòng)站向蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)前轉(zhuǎn)測(cè)量結(jié)果，基于測(cè)量結(jié)果估計(jì)提供服務(wù)的蜂窩單元的超重用頻率的干擾值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的方法，其特征在于，為提供服務(wù)的蜂窩單元的每一個(gè)超重用頻率指派一個(gè)或多個(gè)鄰接蜂窩單元，測(cè)得的鄰接蜂窩單元的接收值用于估計(jì)所述超重用頻率上的干擾值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13中所述的方法，其特征在于，移動(dòng)站所報(bào)告的測(cè)量結(jié)果僅涉及有限數(shù)量的周圍蜂窩單元，從所述周圍蜂窩單元中指派至少一個(gè)參考蜂窩單元給提供服務(wù)的蜂窩單元的至少一個(gè)超重用頻率，所述參考蜂窩單元具有與更遠(yuǎn)的蜂窩單元相似類型的干擾輪廓，所述更遠(yuǎn)的蜂窩單元是超重用頻率的潛在干擾源，但不能直接由該移動(dòng)站測(cè)量，利用參考蜂窩單元測(cè)得的信號(hào)值，估計(jì)由所述更遠(yuǎn)的蜂窩單元引起的超重用頻率上的干擾值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的方法，其特征在于，在干擾值的估計(jì)中，考慮參考蜂窩單元和所述更遠(yuǎn)的蜂窩單元的信號(hào)值之差，糾正測(cè)得的參考蜂窩單元信號(hào)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)和一種在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中增加業(yè)務(wù)承載容量的方法。蜂窩網(wǎng)絡(luò)的工作頻譜以下述方式劃分，即在每一個(gè)蜂窩單元(BTS1-4)中一般同時(shí)采用常規(guī)頻率(A，C，F(xiàn)，I)和超重用頻率(S1，S2，S3，S4)。常規(guī)頻率使用傳統(tǒng)頻率重用模式以提供無縫完全覆蓋(覆蓋)。對(duì)超重用頻率使用一種非常緊密的頻率重用模式，以提供附加的容量(支撐)。在呼叫建立階段以及其后的呼叫過程中，蜂窩網(wǎng)絡(luò)通過移交過程控制將流量劃分成常規(guī)和超重用頻率。蜂窩網(wǎng)絡(luò)分別對(duì)每一個(gè)正在進(jìn)行的呼叫連續(xù)監(jiān)控蜂窩單元中的每一個(gè)超重用頻率的下行同信道干擾。當(dāng)超重用頻率的同信道干擾值足夠良好時(shí)，呼叫被從常規(guī)頻率移交到超重用頻率(HO
文檔編號(hào)H04W16/12GK1166260SQ96191213
公開日1997年11月26日 申請(qǐng)日期1996年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月13日
發(fā)明者里斯托·阿爾托 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司