專利名稱：在蜂窩無線電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在蜂窩無線電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的方法，該系統(tǒng)包括在每個(gè)小區(qū)，至少一個(gè)基站，該基站與其區(qū)域內(nèi)的各用戶終端通信，它至少在一個(gè)載波頻率上傳送并在控制信道上廣播關(guān)于它本身的信息給用戶終端；在至少一個(gè)小區(qū)中，至少兩個(gè)子小區(qū)，每個(gè)包括一個(gè)天線單元，并且其中所有可用的頻率是動(dòng)態(tài)地使用的；以及在每個(gè)頻率，有一個(gè)信號將被傳送，該信號被時(shí)分為幀，每幀包括幾個(gè)時(shí)隙；基站通過所有無線單元測量由用戶終端使用的業(yè)務(wù)信道的功率電平，根據(jù)它選擇提供最強(qiáng)信息的天線單元用來通信。
本發(fā)明還涉及在蜂窩無線電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的方法，該系統(tǒng)包括在每個(gè)小區(qū)，至少一個(gè)基站，它與在它區(qū)域內(nèi)的各用戶終端通信，它在控制信道上廣播關(guān)于它本身的信息和傳送至少一個(gè)載波頻率給各用戶終端；在至少一個(gè)小區(qū)中，至少兩個(gè)小區(qū)，每個(gè)包括一個(gè)天線單元并且其中所有可用頻率被動(dòng)態(tài)使用；和在每個(gè)頻率，一個(gè)信號被將傳送，所述信號被時(shí)分為多個(gè)幀，每幀包括多個(gè)時(shí)隙；基站通過所有天線單元測量在一個(gè)舊小區(qū)的業(yè)務(wù)信道上一個(gè)用戶終端的信號的強(qiáng)度，根據(jù)測量結(jié)果選擇提供最強(qiáng)信號的天線單元，以轉(zhuǎn)移到一個(gè)新的小區(qū)。
在蜂窩無線電系統(tǒng)中，基站和用戶終端之間的用戶話務(wù)和數(shù)據(jù)在一個(gè)業(yè)務(wù)信道上傳送。在基站和用戶終端之間還需要在控制信道上傳輸?shù)母鞣N控制消息和系統(tǒng)信息。提及的控制信道的一個(gè)實(shí)例是BCCH信道，它用在GSM系統(tǒng)中，用于從基站向用戶終端傳輸連接建立信息。
在目前的GSM系統(tǒng)中，包括BCCH信道的載頻，即BCCH載頻，不間斷地以恒定功率電平傳輸。一個(gè)用戶終端不斷地測量由鄰近基站發(fā)送的BCCH載頻的功率電平，并將測量結(jié)果報(bào)告給向用戶終端提供服務(wù)的基站。根據(jù)測量結(jié)果，系統(tǒng)決定一個(gè)向另一個(gè)基站轉(zhuǎn)移的適當(dāng)時(shí)刻。
頻譜的有效利用是蜂窩無線電系統(tǒng)的一個(gè)主要目的。大多數(shù)信道分配方法基于超出給定干擾距離的頻率再用。傳統(tǒng)的GSM系統(tǒng)通過利用固定信道分配(FCA)實(shí)現(xiàn)。在本方法中在本系統(tǒng)中可用的頻率被分為群并固定地分配給不同的小區(qū)。頻率群可以在彼此相隔足夠距離的小區(qū)中重復(fù)使用。重復(fù)使用的距離由系統(tǒng)容許的同頻道干擾的級別來確定。
如果關(guān)于每個(gè)小區(qū)的通信業(yè)務(wù)負(fù)荷估計(jì)是正確的并且通信業(yè)務(wù)負(fù)荷沒有很大變化，固定信道分配在宏小區(qū)中功能很好，宏小區(qū)即其尺寸在一千米至幾十千米之間的小區(qū)。固定信道分配的缺點(diǎn)是需要精確和耗力的頻率規(guī)劃，以減小同頻道干擾。另外，固定信道分配對通信業(yè)務(wù)負(fù)荷的變化適應(yīng)性很差。
固定信道分配的上述缺點(diǎn)在具有小尺寸的小區(qū)的蜂窩無線電系統(tǒng)中尤其突出，例如辦公室系統(tǒng)，其中無線電通信業(yè)務(wù)負(fù)荷的變化通常比宏小區(qū)系統(tǒng)中的大，它使無線電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜化。無線電通信業(yè)務(wù)負(fù)荷在使用小的小區(qū)的環(huán)境中增加很大，并且網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠容易地適應(yīng)業(yè)務(wù)的增長。然而向利用固定信道分配的網(wǎng)絡(luò)增加新小區(qū)需要整個(gè)頻率規(guī)劃被更新。
為得到上述問題的解決方案，需要一個(gè)比固定信道分配所提供的更靈活和更易于調(diào)整的信道分配方法。在純動(dòng)態(tài)信道分配(DCA)的形式中，系統(tǒng)的所有頻率在每個(gè)小區(qū)都是可用的。沒有哪個(gè)頻率群分配給一個(gè)特定的基站，所有信道可以在每個(gè)基站上使用。信道分配可以在呼叫建立時(shí)刻根據(jù)所考慮的時(shí)刻的干擾狀態(tài)進(jìn)行。動(dòng)態(tài)信道分配的主要優(yōu)點(diǎn)是它在不同能信業(yè)務(wù)負(fù)荷的靈活性和在頻譜利用上的更大效率。另外，不再需要頻率規(guī)劃。由于小區(qū)尺寸減小，動(dòng)態(tài)信道分配的優(yōu)點(diǎn)和需要變得更加重要。
固定和動(dòng)態(tài)信道分配的中間形式是這樣一種信道分配方法，其中一些信道是固定分配的，其它信道是動(dòng)態(tài)可用的。在這種方法中動(dòng)態(tài)信道分配的優(yōu)點(diǎn)也能被利用。
在蜂窩無線電系統(tǒng)中，不僅包括傳統(tǒng)小區(qū)還包括應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的小區(qū)，轉(zhuǎn)移情況涉及需要特殊注意的技術(shù)方案。應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的小區(qū)包括至少兩個(gè)子小區(qū)，每個(gè)子小區(qū)又包括一個(gè)天線單元。當(dāng)在系統(tǒng)中執(zhí)行到應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的小區(qū)的轉(zhuǎn)移時(shí)，系統(tǒng)并不知道在新小區(qū)中的哪個(gè)天線單元距離轉(zhuǎn)移所涉及的用戶終端最近。因此在應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的小區(qū)中BCCH載頻通常通過所有天線單元被傳輸。但是正因?yàn)檫@樣，BCCH載頻的通信業(yè)務(wù)信道不能在該小區(qū)的區(qū)域內(nèi)再用，所以系統(tǒng)能容量不可能最佳。除了上述問題，在BCCH載頻中的業(yè)務(wù)信道的有限數(shù)目還為一個(gè)動(dòng)態(tài)小區(qū)的轉(zhuǎn)移能力設(shè)置了一個(gè)永久的上限。
因此本發(fā)明的目的是在蜂窩無線電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，以便提供改進(jìn)的系統(tǒng)容量。
這由前序中所描述的方法來實(shí)現(xiàn)，其特征在于只有包括控制信道的BCCH載頻時(shí)隙在一個(gè)小區(qū)中通過所有天線單元一直被傳送；還在于在轉(zhuǎn)移情況下，控制小區(qū)的基站控制器在該小區(qū)中為轉(zhuǎn)移選擇在該小區(qū)的區(qū)域內(nèi)未被使用的一個(gè)業(yè)務(wù)信道，并且該小區(qū)的基站開始通過所有天線單元傳輸業(yè)務(wù)信道，隨后到該小區(qū)的轉(zhuǎn)移被執(zhí)行到所考慮的通信業(yè)務(wù)信道；其特征還在于通過為通信選擇的一個(gè)天線單元基站測量在該小區(qū)中可用的所有通信業(yè)務(wù)信道的質(zhì)量，由此選擇出用于通信的業(yè)務(wù)信道并執(zhí)行到所考慮的通信業(yè)務(wù)信道的轉(zhuǎn)移。
可替代的，本發(fā)明的方法的特征在于只有那些包含控制信道的BCCH載頻時(shí)隙通過所有天線單元傳送；特征還在于在轉(zhuǎn)移情況下，控制小區(qū)的基站控制器通知基站有關(guān)的舊小區(qū)中用戶終端所使用的業(yè)務(wù)信道；特征還在于通過為轉(zhuǎn)移到一個(gè)新小區(qū)而選擇的一個(gè)天線單元，基站測量在新小區(qū)中可用的所有通信業(yè)務(wù)信道的質(zhì)量，由此選擇出用于轉(zhuǎn)移的一個(gè)業(yè)務(wù)信道，然后執(zhí)行轉(zhuǎn)移到新小區(qū)的業(yè)務(wù)信道和所選擇的天線單元。
本發(fā)明的方法具有顯著的優(yōu)越性。本方法允許BCCH載頻的業(yè)務(wù)信道在應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的小區(qū)的子小區(qū)中重復(fù)使用，從而提供改進(jìn)的系統(tǒng)容量。
參照附圖下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1描述了一個(gè)蜂窩無線電系統(tǒng)，其中可應(yīng)用本發(fā)明的方法；圖2描述了在目前GSM系統(tǒng)中一個(gè)時(shí)分幀的結(jié)構(gòu)；圖3描述了應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的小區(qū)的結(jié)構(gòu)。
圖1描述了應(yīng)用本發(fā)明的方法的一個(gè)蜂窩無線電系統(tǒng)。圖1中C表示GSM系統(tǒng)的一個(gè)傳統(tǒng)的小區(qū)，小區(qū)Cd表示應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的小區(qū)。在蜂窩無線電系統(tǒng)中，每個(gè)小區(qū)具有至少一個(gè)基站BTS，它與位于其覆蓋范圍內(nèi)的用戶終端MS通信?；究刂破鰾SC又控制一個(gè)或多個(gè)基站BTS的工作。在蜂窩無線電系統(tǒng)中，基站和用戶終端之間的用戶話務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)信道上傳送。在一個(gè)基站和一個(gè)用戶終端之間還需要在控制信道上傳送的各種控制消息和系統(tǒng)信息。本發(fā)明的方法可應(yīng)用于任何利用時(shí)分多址系統(tǒng)TDMA的蜂窩無線電系統(tǒng)。雖然在下面的描述中本發(fā)明的方法應(yīng)用于GSM系統(tǒng)，但并不僅限于該系統(tǒng)。
圖2描述了目前GSM系統(tǒng)的一個(gè)BCCH載頻幀的結(jié)構(gòu)。一個(gè)BCCH載頻幀包括編號從0至7的8個(gè)時(shí)隙?？刂菩诺劳ǔＴ趲牡谝粋€(gè)時(shí)隙發(fā)送，該時(shí)隙被表示為編號0。然而控制信道還可以被在幾個(gè)時(shí)隙發(fā)送?？刂菩诺赖睦影ㄒ粋€(gè)BCCH信道，它在GSM系統(tǒng)中用于從基站向用戶終端傳送連接建立信息，和一個(gè)SDCCH信道，用于在分配業(yè)務(wù)信道之前在基站和用戶終端之間傳送連接建立信息。在圖2的例子中，BCCH載頻的編號從1至7的時(shí)隙被用于傳送業(yè)務(wù)信道TCH。
圖3描述了應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的一個(gè)小區(qū)Cd的結(jié)構(gòu)。該小區(qū)Cd包括一個(gè)基站集線器HUB，并且小區(qū)Cd被分為包括天線單元RF1-RF4的子小區(qū)SC1-SC4。一個(gè)實(shí)際的實(shí)施例可以是一個(gè)構(gòu)成整個(gè)的單獨(dú)小區(qū)的辦公樓，每個(gè)樓層形成一個(gè)子小區(qū)。
在不僅包括傳統(tǒng)小區(qū)而且包括應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的小區(qū)Cd的蜂窩無線電系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)移情況涉及需要特別考慮的技術(shù)方案。在本發(fā)明的方法中，只有包含控制信道BCCH和SDCCH的BCCH載頻時(shí)隙一直通過小區(qū)Cd的所有天線單元RF1-RF4傳送。然而BCCH載頻的業(yè)務(wù)信道可以被動(dòng)態(tài)地應(yīng)用在小區(qū)Cd的子小區(qū)SC1-SC4中，這改善了系統(tǒng)容量。
當(dāng)一個(gè)用戶終端到達(dá)應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的一個(gè)新小區(qū)Cd的附近并且需要從舊小區(qū)轉(zhuǎn)移到新小區(qū)Cd時(shí)，控制小區(qū)Cd的基站控制器為轉(zhuǎn)移在新小區(qū)Cd中選擇一個(gè)業(yè)務(wù)信道，該信道在轉(zhuǎn)移時(shí)刻在小區(qū)Cd的區(qū)域內(nèi)未被使用。小區(qū)Cd中的基站開始通過天線單元RF1-RF4傳送所述業(yè)務(wù)信道到所考慮的信道，然后系統(tǒng)執(zhí)行到小區(qū)Cd的轉(zhuǎn)移。通過所有天線單元RF1-RF4基站測量用戶終端使用的業(yè)務(wù)信道的功率電平，由此選擇用于通信的提供最強(qiáng)信號的天線單元?；就ㄟ^選擇的用于通信的天線單元測量在小區(qū)Cd中可用的所有業(yè)務(wù)信道的質(zhì)量，并且根據(jù)測量結(jié)果選擇最適合的業(yè)務(wù)信道用于通信，此后系統(tǒng)執(zhí)行到所考慮的業(yè)務(wù)信道的轉(zhuǎn)移。選擇最適合的業(yè)務(wù)信道的準(zhǔn)則例如可以是選擇具有最少干擾的業(yè)務(wù)信道，選擇是根據(jù)干擾電平的測量結(jié)果的。也可以根據(jù)其它特性和測量結(jié)果作為選擇準(zhǔn)則。例如可以利用測量結(jié)果選擇滿足選擇準(zhǔn)則的第一業(yè)務(wù)信道。所選擇的業(yè)務(wù)信道也可以被用在小區(qū)Cd的另一個(gè)子小區(qū)SC1-SC4。
當(dāng)一個(gè)用戶終端到達(dá)應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配的一個(gè)新小區(qū)Cd附近并且需要從舊小區(qū)向新小區(qū)Cd的轉(zhuǎn)移，控制新小區(qū)Cd的基站控制器可替代地向小區(qū)Cd的基站提供關(guān)于用戶終端在舊小區(qū)中使用的業(yè)務(wù)信道的信息。通過所有天線單元RF1-RF4，基站測量在舊小區(qū)的業(yè)務(wù)信道的用戶終端信號的強(qiáng)度，根據(jù)測量結(jié)果選擇提供最強(qiáng)信號的一個(gè)天線單元，用于向新小區(qū)Cd的轉(zhuǎn)移?；就ㄟ^所選擇的天線單元測量在新小區(qū)Cd可用的所有業(yè)務(wù)信道的質(zhì)量，并由此選擇最適合的業(yè)務(wù)信道用于轉(zhuǎn)移。選擇最適合的業(yè)務(wù)信道的準(zhǔn)則例如可以是選擇具有最小干擾的業(yè)務(wù)信道，該選擇是根據(jù)干擾電平的測量結(jié)果的。其它特性和測量結(jié)果也可用作選擇準(zhǔn)則。例如可以利用測量結(jié)果選擇滿足選擇準(zhǔn)則的第一業(yè)務(wù)信道。則系統(tǒng)執(zhí)行到新小區(qū)的業(yè)務(wù)信道和預(yù)選擇天線單元的轉(zhuǎn)移。也可以事先以規(guī)則的間隔進(jìn)行業(yè)務(wù)信道質(zhì)量測量，測量結(jié)果被存儲以便以后使用。
舊小區(qū)和新小區(qū)Cd將會彼此時(shí)間上同步或者系統(tǒng)必須知道小區(qū)間的定時(shí)差別。
雖然上面本發(fā)明是參照附圖一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述的，顯然本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例，而是在權(quán)利要求所公開的發(fā)明思想范圍內(nèi)可以進(jìn)行多種改變。
權(quán)利要求
1.一種在蜂窩無線電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的方法，該系統(tǒng)包括在每個(gè)小區(qū)(C，Cd)中，至少一個(gè)基站(BTS)，它與位于其范圍內(nèi)的各用戶終端(MS)通信，它傳送至少一個(gè)載頻并在控制信道上廣播關(guān)于它自己的信息到用戶終端；在至少一個(gè)小區(qū)(Cd)中，至少兩個(gè)子小區(qū)(SC1-SC4)，它包括一個(gè)天線單元(RF1-RF4)，并且其中所有可用的頻率是動(dòng)態(tài)使用的；以及在每個(gè)頻率，將傳送一個(gè)信號，所述信號被時(shí)分為包括多個(gè)時(shí)隙的幀；基站(BTS)通過所有天線單元(RF1-RF4)測量用戶終端(MS)使用的業(yè)務(wù)信道的功率電平，由此選擇提供最強(qiáng)信號的一個(gè)天線單元用于通信，其特征在于只有包含控制信道的BCCH載頻時(shí)隙在一個(gè)小區(qū)(Cd)中通過所有天線單元(RF1-RF4)一直被傳送；在轉(zhuǎn)移情況下，控制小區(qū)(Cd)的基站控制器(BSC)在小區(qū)(Cd)中選擇在小區(qū)(Cd)的范圍內(nèi)未被使用的一個(gè)業(yè)務(wù)信道用于轉(zhuǎn)移，并且小區(qū)(Cd)的基站(BTS)開始通過所有天線單元(RF1-RF4)傳送所涉及的業(yè)務(wù)信道，到小區(qū)(Cd)的轉(zhuǎn)移隨后被執(zhí)行到所涉及的業(yè)務(wù)信道；通過被選擇用于通信的天線單元(RF1-RF4)，基站(BTS)測量在小區(qū)(Cd)中可用的所有業(yè)務(wù)信道的質(zhì)量，由此選擇一個(gè)業(yè)務(wù)信道用于通信，并且執(zhí)行到所涉及的業(yè)務(wù)信道的轉(zhuǎn)移。
2.一種在蜂窩無線電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的方法，該系統(tǒng)包括在每個(gè)小區(qū)(C，Cd)，至少一個(gè)基站(BTS)，它與位于其區(qū)域內(nèi)的用戶終端(MS)通信，它至少在一個(gè)載頻傳送，并且它在控制信道上向用戶終端廣播關(guān)于它自己的信息；在至少一個(gè)小區(qū)(Cd)，至少兩個(gè)子小區(qū)(SC1-SC4)，它包括一個(gè)天線單元(RF1-RF4)，并且其中所有可用頻率被動(dòng)態(tài)使用；和在至少一個(gè)頻率，一個(gè)信號被傳送，所述信號被時(shí)分為幀，該幀包括多個(gè)時(shí)隙；通過所有天線單元(RF1-RF4)基站(BTS)測量在一個(gè)舊小區(qū)的業(yè)務(wù)信道上的一個(gè)用戶終端(MS)的信號的強(qiáng)度，根據(jù)測量結(jié)果，選擇提供最強(qiáng)信號的一個(gè)天線單元用于向一個(gè)新小區(qū)(Cd)的轉(zhuǎn)移，其特征在于只有包括控制信道的BCCH載頻時(shí)隙被通過所有天線單元(RF1-RF4)傳送；在轉(zhuǎn)移情況下，控制一個(gè)小區(qū)(Cd)的基站控制器(BSC)向小區(qū)(Cd)的基站(BTS)提供關(guān)于用戶終端(MS)在舊小區(qū)中所用的業(yè)務(wù)信道的信息；通過為向新小區(qū)(Cd)的轉(zhuǎn)移所選擇的天線單元(RF1-RF4)，基站(BTS)測量在新小區(qū)(Cd)中可用的業(yè)務(wù)信道的質(zhì)量，由此選擇用于轉(zhuǎn)移的一個(gè)業(yè)務(wù)信道，其后執(zhí)行轉(zhuǎn)移到新小區(qū)(Cd)的業(yè)務(wù)信道和所選擇的天線單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于以規(guī)則的間隔測量業(yè)務(wù)信道質(zhì)量，并存儲測量結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)移中所涉及的舊小區(qū)和新小區(qū)(Cd)彼此時(shí)間上同步。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在轉(zhuǎn)移中涉及的在蜂窩無線電系統(tǒng)中舊小區(qū)和新小區(qū)(Cd)之間的定時(shí)差別是已知的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在蜂窩無線電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移的方法。該蜂窩無線電系統(tǒng)具有至少一個(gè)小區(qū)(Cd),它包括至少兩個(gè)子小區(qū),并且其中所有可用頻率被動(dòng)態(tài)使用。蜂窩無線電系統(tǒng)在每個(gè)小區(qū)(C,Cd)中包括至少一個(gè)基站(BTS),它與位于其范圍內(nèi)的各用戶終端(MS)通信。從舊小區(qū)到新小區(qū)(Cd)的轉(zhuǎn)移應(yīng)用動(dòng)態(tài)信道分配,其特征在于只有包括控制信道的BCCH載頻時(shí)隙一直在小區(qū)(Cd)的所有子小區(qū)中傳送。該方法允許在小區(qū)(Cd)的子小區(qū)中BCCH載頻的業(yè)務(wù)信道動(dòng)態(tài)地被再用,從而改進(jìn)了系統(tǒng)容量。
文檔編號H04W36/08GK1247676SQ98802499
公開日2000年3月15日 申請日期1998年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月27日
發(fā)明者皮特里·帕喬南, 哈里·泊斯蒂, 賈里·里納南, 瑪庫·斯?fàn)枩赝心?申請人:諾基亞電信公司