專利名稱：用于cdma系統(tǒng)中移動臺操作的自適應(yīng)切換算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及無線電電信系統(tǒng)，更具體地，它涉及將自適應(yīng)切換算法用于CDMA系統(tǒng)中的移動臺操作。
背景技術(shù)：
碼分多址接入(CDMA)電信系統(tǒng)，特別是那些被稱為所謂的第三代寬帶系統(tǒng)，例如CDMA(WCDMA)，被設(shè)計成提供包括電路交換和帶有本質(zhì)上改善的比特率性能的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入服務(wù)。第三代寬帶系統(tǒng)所支持的這種高比特率性能使得產(chǎn)生了眾多的業(yè)務(wù)，例如無線多媒體和視頻，諸如同時話音的無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以及增強(qiáng)的因特網(wǎng)業(yè)務(wù)。
各種業(yè)務(wù)的操作要求可能有很大的不同，由此也向系統(tǒng)要求相應(yīng)不同的性能等級。舉例來說，一個電路交換的話音呼叫的特點通常是延遲敏感(即會話中沒有過多的會中斷信息流的停頓)、高移動性、相對短的呼叫持續(xù)時間，以及對稱的業(yè)務(wù)(即在上行鏈路和下行鏈路方向發(fā)送等量的數(shù)據(jù))。與此相反，諸如因特網(wǎng)萬維網(wǎng)瀏覽的基于分組的業(yè)務(wù)的特點則通常為延遲不敏感(錯誤的分組可以被重傳)、低移動性、相對長的呼叫持續(xù)時間，以及非對稱的業(yè)務(wù)，即例如當(dāng)裝載網(wǎng)頁時，下行鏈路方向被更多地使用。在CDMA系統(tǒng)內(nèi)有很多可能影響各種業(yè)務(wù)操作的性能的因素。已知的、影響典型業(yè)務(wù)的性能的這樣一種因素是移動臺的切換。


圖1說明了一個基本的蜂窩電信系統(tǒng)，它具有一個通過一系列數(shù)字傳輸鏈路115鏈接到基站網(wǎng)絡(luò)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)?；驹诘乩砩戏植奸_以便為該系統(tǒng)形成一個覆蓋區(qū)域。每個基站(BS)被指定去覆蓋一個被稱為小區(qū)的特定區(qū)域，在該相關(guān)小區(qū)中一個移動工作臺和BS之間可以進(jìn)行雙向無線通信連接。小區(qū)之間的邊界由線條110指示。在此簡化的示范描述中，僅示出了兩個基站，但實際上，將由多個基站構(gòu)成該系統(tǒng)的功能覆蓋區(qū)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解其他通常被包括于該系統(tǒng)中的組件和設(shè)備在此示范說明中未示出。一般，當(dāng)MS在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各處移動時，它通過在稱為切換的事件中將連接轉(zhuǎn)移給一個相鄰基站來維持其與該網(wǎng)絡(luò)的通信。為簡明起見，術(shù)語移動工作臺此后被稱為移動臺。
在按照碼分多址接入(CDMA)操作的電信系統(tǒng)中，當(dāng)移動臺在從一個起始BS切換到一個相鄰BS之前同時與一個以上的BS通信時，通常采用宏分集。在本領(lǐng)域中這被稱為“軟切換”，其中移動臺在終止與起始BS的通信之前就開始與該相鄰BS的通信。通過在一個公共擴(kuò)頻波形頻率上操作所有業(yè)務(wù)量而使得這種“先接后斷”過程成為可能。一種軟切換的變型是所謂的“更軟切換”，其中該移動臺同時與同一BS的多個扇區(qū)通信。有與軟切換相關(guān)的多個優(yōu)點，例如減少了掉話的風(fēng)險，在切換時語音無中斷，以及提高了下行鏈路信噪比的增益。軟切換/更軟切換的另一個重要優(yōu)點是在移動過程中有宏分集，即對對數(shù)正態(tài)分布和多徑衰落有更強(qiáng)的保護(hù)，因為平均而言，來自衰落或者多徑的影響的聚合不會在同一時刻發(fā)生。
在CDMA系統(tǒng)中出現(xiàn)的另一類切換是“硬切換”。硬切換是通常發(fā)生在例如兩個信道之間或者當(dāng)基站不能合適地同步用于軟切換時的一種切換。由于第一頻率上的通信在第二頻率上的通信建立之前被終止，所以這類切換的特點通常是“先斷后接”。在同一小區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的硬切換被稱為小區(qū)內(nèi)硬切換，而在小區(qū)之間出現(xiàn)的硬切換被稱為小區(qū)間硬切換。硬切換通常出現(xiàn)在由于廠商設(shè)備的限制妨礙執(zhí)行軟切換的情形中，例如運(yùn)動中移動臺的層變化、雙模系統(tǒng)中的模式轉(zhuǎn)換、運(yùn)營者網(wǎng)絡(luò)間的轉(zhuǎn)換，以及要求硬切換的資源分配情形。
在示范CDMA系統(tǒng)中，切換決定通?；谝苿优_對相鄰基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號的信號強(qiáng)度的檢測。該導(dǎo)頻信號可由偽噪聲序列(PN)來區(qū)分，使得移動臺能夠在一個不同的分類組中判定和定位該基站。舉例來說，這些組包括一個活動組，這是一組該移動臺正在活動地與之通信的基站；一個候選組，這是一組基于由該基站設(shè)定的參數(shù)其導(dǎo)頻信號強(qiáng)度足以通信的基站；以及一個相鄰組，這是一組在本區(qū)域中其導(dǎo)頻信號強(qiáng)度指示可能足以進(jìn)行與該移動臺的通信的基站。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解所涉及的這些組和其功能可參考被稱為IS-95的CDMA標(biāo)準(zhǔn)，但是在其他CDMA標(biāo)準(zhǔn)中，它們具有相似功能的類似對應(yīng)設(shè)備，但可能被不同地標(biāo)識。一個組內(nèi)的基站分類可以按照例如移動臺收到的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度來改變。因此切換決定由系統(tǒng)控制器做出，它們通常將其判決基于，至少部分基于報告的導(dǎo)頻信號強(qiáng)度和其他準(zhǔn)則。
在現(xiàn)有技術(shù)中，在話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)過程中出現(xiàn)的切換通?；诓桓淖兊暮团c對業(yè)務(wù)性能的影響無關(guān)的切換算法。因此，本發(fā)明的目的是提供用于利用適合于所請求業(yè)務(wù)類型的切換算法的技術(shù)。
發(fā)明概要為了達(dá)到按照本發(fā)明目的的前述和其他目標(biāo)，公開了一種CDMA系統(tǒng)內(nèi)支配同一或者不同基站的扇區(qū)間移動臺切換的自適應(yīng)切換算法。在本發(fā)明的一個實施方案中，該使用特定質(zhì)量測量的切換算法響應(yīng)于移動臺請求的特定業(yè)務(wù)類型而實施。由該切換算法支配的切換趨向于導(dǎo)致對于該移動臺的期望操作環(huán)境。舉例來說，當(dāng)請求一個諸如話音呼叫的業(yè)務(wù)時，該切換算法使用一種考慮路徑損耗和上行鏈路干擾的質(zhì)量測量。這趨向于引起切換，導(dǎo)致移動臺連接到一個使該移動臺的輸出功率被最小化的基站。這種情形對于保存移動臺的電池能力是所期望的。在另一個示例中，如果該移動臺正在使用一個諸如因特網(wǎng)瀏覽的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用，則該切換算法使用一種質(zhì)量測量，使得該移動臺切換到導(dǎo)致基站減小下行鏈路輸出功率電平的扇區(qū)。這趨向于降低該小區(qū)中的干擾電平，由此提高正確接收所發(fā)送分組的可能性，從而減少對重復(fù)傳輸?shù)男枰?br> 附圖概述通過結(jié)合附圖參考下面的描述，可以最好地理解本發(fā)明及其其他的目的和優(yōu)點，其中圖1說明一個簡化的示范無線電信系統(tǒng)，以及圖2說明一個本發(fā)明的示例。
優(yōu)選實施方案詳述在典型的CDMA系統(tǒng)中，移動臺在切換過程中扮演了一個主動角色。當(dāng)進(jìn)行一個呼叫或者分組數(shù)據(jù)傳送時，移動臺在準(zhǔn)備執(zhí)行一個更軟/軟切換時會連續(xù)地監(jiān)測來自同一或者相鄰基站的扇區(qū)的導(dǎo)頻信號電平。除移動臺外，基站(BS)和無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)也涉及到新扇區(qū)的評估中。移動臺向RNC報告那些具有高于一個已定義門限的信號電平的扇區(qū)或者導(dǎo)頻信號。該門限可以預(yù)先定義或者動態(tài)定義，并且一般是基于諸如信號強(qiáng)度或者信號質(zhì)量的一個給定的測量組。RNC基于這個信息來指導(dǎo)移動臺向/從其活動組(即移動臺正同時與之通信的那些扇區(qū))中添加或者刪除扇區(qū)。
諸如話音呼叫的請求業(yè)務(wù)的質(zhì)量和用戶的感受可能會受到一個切換事件的影響，該事件通常是由移動臺離開與它有一條已建立鏈路的BS的移動而觸發(fā)的。與切換過程相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)通常由運(yùn)營者設(shè)定，因而諸如基于質(zhì)量測量來評估活動組的扇區(qū)的問題可能會影響業(yè)務(wù)的經(jīng)歷。舉例來說，在一個示范CDMA系統(tǒng)中，一次評估是通過比較來自移動臺相鄰組中每個扇區(qū)的所謂的HO質(zhì)量估計的質(zhì)量估計測量值來做出的，在該相鄰組中檢測到接收的信號。參數(shù)HO質(zhì)量測量代表用于確定HO質(zhì)量估計的質(zhì)量測量。一種切換算法使用該HO質(zhì)量估計來確定該活動組的內(nèi)容，即應(yīng)當(dāng)被添加或者刪除的扇區(qū)。因此，該切換算法能夠?qū)Σ煌臉I(yè)務(wù)類型使用不同的質(zhì)量測量。
按照本發(fā)明的示范實施方案，該不同的質(zhì)量測量包括(I)HO質(zhì)量測量＝路徑損耗；(II)HO質(zhì)量測量＝路徑損耗+上行鏈路干擾；(III)HO質(zhì)量測量＝下行鏈路RSSI；以及(IV)HO質(zhì)量測量＝下行鏈路Eb/Io。
其中質(zhì)量測量(I)中的路徑損耗由移動臺通過讀取BS廣播的導(dǎo)頻信號的發(fā)送功率電平值并且減去移動臺實際接收的信號強(qiáng)度來估計。根據(jù)路徑損耗來預(yù)測的切換算法趨向于導(dǎo)致該移動臺連接到最近的BS。質(zhì)量測量(II)考慮BS測量的路徑損耗和上行鏈路干擾。因此據(jù)此預(yù)測的切換算法趨向于導(dǎo)致該移動臺連接到要求最小傳輸功率量的BS，由此使移動臺保持此連接所需的輸出功率最小化。在質(zhì)量測量(III)中，切換算法基于移動臺測量的接收信號強(qiáng)度(RSSI)。這趨向于導(dǎo)致該移動臺連接到具有最強(qiáng)導(dǎo)頻信號的扇區(qū)。在質(zhì)量測量(IV)中，下行鏈路Eb/Io是與每碼片能量除以干擾的功率譜密度相關(guān)的干擾測量，并且是覆蓋質(zhì)量和強(qiáng)度的指示。基于此的切換算法趨向于導(dǎo)致該移動臺連接到BS需要最小功率量的扇區(qū)，即該算法趨向于將移動臺導(dǎo)引到具有最小下行鏈路干擾量的扇區(qū)。
在示范實施方案中，該切換算法對特定類型的業(yè)務(wù)使用最合適的HO質(zhì)量測量。例如，對于話音呼叫，將期望使移動臺的輸出功率盡可能地最小化，以便保存電池能力和減少小區(qū)中的整個上行鏈路干擾，由此進(jìn)行質(zhì)量測量(II)更合適。另一方面，因特網(wǎng)萬維網(wǎng)瀏覽通常要求比上行鏈路更多的下行鏈路容量，由此進(jìn)行質(zhì)量測量(IV)是一個合適的選擇。諸如萬維網(wǎng)瀏覽的下行鏈路密集的業(yè)務(wù)得益于使下行鏈路輸出功率最小化，這通常降低了小區(qū)中的整個下行鏈路干擾電平，而導(dǎo)致重傳更少的重復(fù)分組。重復(fù)的分組導(dǎo)致更多的傳輸，促成該小區(qū)中更高的干擾電平以及延遲的數(shù)據(jù)處理。
圖2說明了上述實施方案的示范。在步驟200中，移動臺向CDMA系統(tǒng)中的系統(tǒng)無線控制器發(fā)出接入請求，其中移動臺請求的業(yè)務(wù)類型由RNC判定，如步驟210所示。在步驟220中，如果移動臺正在執(zhí)行一個話音呼叫，則切換算法同時使用路徑損耗和上行鏈路干擾作為質(zhì)量測量，如步驟230所示。如果，如步驟240所示，移動臺正在瀏覽因特網(wǎng)，則例如切換算法使用包括下行鏈路Eb/Io的質(zhì)量測量以便減小小區(qū)干擾，如步驟250所示。另一個使用上述自適應(yīng)技術(shù)的例子是在多媒體會話過程中，其中該切換算法可以被選擇去支持該視頻部分，因為與話音數(shù)據(jù)相比，視頻數(shù)據(jù)一般要求更多的容量。一般的概念是當(dāng)執(zhí)行多媒體業(yè)務(wù)時，要求最高業(yè)務(wù)級的業(yè)務(wù)(視頻)將確定切換算法的選擇。
其他使用切換算法的可能示范包括在單個業(yè)務(wù)期間組合質(zhì)量測量，例如，在一個話音呼叫期間，可能期望去使用一種傾向于當(dāng)小區(qū)中例如70％的移動臺離開該BS相對遠(yuǎn)時使移動臺的輸出功率最小化的質(zhì)量測量，以便減小該小區(qū)中的干擾。同樣，當(dāng)大多數(shù)移動臺都靠近該BS操作時，期望用包括較低BS輸出功率的另一質(zhì)量測量。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參考一個特定的優(yōu)選實施方案在某些方面被描述，變化和修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯的。特別地，可以使用替代的質(zhì)量測量，例如基于其他質(zhì)量測量(例如比特差錯率、累積干擾影響的小區(qū)呼吸)的那些質(zhì)量測量或者包括非質(zhì)量相關(guān)參數(shù)，例如業(yè)務(wù)類型可用性的質(zhì)量測量。而且，盡管示范切換算法針對軟切換描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本發(fā)明可以將切換算法應(yīng)用于CDMA系統(tǒng)內(nèi)的硬切換，例如那些用于提高分組交換業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)速率的切換算法。所以，目的是后面的權(quán)利要求不應(yīng)被給定一個限制性的說明，而是應(yīng)被看作包含從所公開的創(chuàng)造性的主題導(dǎo)出的變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種在CDMA系統(tǒng)中進(jìn)行一個移動臺切換的方法，該CDMA系統(tǒng)具有一個無線網(wǎng)絡(luò)控制器、多個基站和一個能夠與所述基站內(nèi)的至少兩個扇區(qū)建立同時通信鏈接的移動臺，并且其中該移動臺執(zhí)行由切換算法支配的所述扇區(qū)間的切換以便使該通信鏈接連續(xù)，該方法包括判定該移動臺請求的業(yè)務(wù)類型；根據(jù)該判定的業(yè)務(wù)類型為該移動臺選擇一種合適的切換算法；以及對該移動臺應(yīng)用該選定的切換算法。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中該業(yè)務(wù)類型是話音呼叫，由此調(diào)用一個支持移動臺輸出功率最小化的切換算法。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其中該業(yè)務(wù)類型是諸如萬維網(wǎng)瀏覽的數(shù)據(jù)密集業(yè)務(wù)，由此調(diào)用一個支持下行鏈路輸出功率最小化的切換算法。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其中該切換算法基于路徑損耗、路徑損耗和上行鏈路干擾、下行鏈路接收信號強(qiáng)度(RSSI)以及下行鏈路干擾(Eb/Io)中的任何一個。
5.一種在CDMA系統(tǒng)中的自適應(yīng)切換算法，該CDMA系統(tǒng)具有一個無線網(wǎng)絡(luò)控制器、多個基站和一個能夠與所述基站內(nèi)的多個扇區(qū)建立同時通信鏈接的移動臺，并且其中該移動臺執(zhí)行由切換算法支配的所述扇區(qū)間的切換以便使該通信鏈接連續(xù)，該自適應(yīng)切換算法根據(jù)包括信號路徑損耗、路徑損耗和上行鏈路干擾、下行鏈路接收信號強(qiáng)度(RSSI)以及下行鏈路干擾(Eb/Io)的質(zhì)量測量來預(yù)測，使得由該切換算法使用的特定質(zhì)量測量是基于所請求的業(yè)務(wù)類型。
6.按照權(quán)利要求5的自適應(yīng)切換算法，其中如果所請求的業(yè)務(wù)是話音呼叫，則該切換算法使用路徑損耗和干擾來促使移動臺進(jìn)行使得該移動臺的輸出功率最小化的切換。
7.按照權(quán)利要求5的自適應(yīng)切換算法，其中如果所請求的業(yè)務(wù)是因特網(wǎng)萬維網(wǎng)瀏覽，則該切換算法使用下行鏈路干擾(Eb/Io)來促使移動臺進(jìn)行趨向于減小下行鏈路輸出功率由此降低小區(qū)中整個干擾電平的切換。
8.按照權(quán)利要求5的自適應(yīng)切換算法，其中該切換算法適用于執(zhí)行軟切換和硬切換中任何一種切換的移動臺。
全文摘要
公開了一種在CDMA系統(tǒng)中支配移動臺在基站內(nèi)扇區(qū)間的切換的自適應(yīng)切換算法。該切換算法按照該移動臺請求的業(yè)務(wù)類型來選定。而且,該切換算法使用各種質(zhì)量測量以便引起移動臺的切換,該切換可導(dǎo)致對于該移動臺請求的業(yè)務(wù)類型的期望操作條件。例如,一個話音呼叫可能導(dǎo)致一種促使該移動臺切換到某些扇區(qū)而使得該移動臺的輸出功率最低以便使電池能力最大并減小上行鏈路干擾的切換算法。而且,對于例如因特網(wǎng)萬維網(wǎng)瀏覽的分組密集的業(yè)務(wù)可以實施另一種算法,以便促使該移動臺切換到某些扇區(qū)而使得下行鏈路輸出功率減少,這趨向于減小小區(qū)中的干擾。
文檔編號H04B7/005GK1357207SQ00807389
公開日2002年7月3日 申請日期2000年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月11日
發(fā)明者E·科爾貝特 申請人:艾利森電話股份有限公司