CN1272756A - 码分多址移动通信系统中的软越区切换方法和对应的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于选择CDMA型网络中的一个基站的方法,终端用其执行一个软越区切换。根据本发明,选择对于终端来说需要最低发射功率的基站。
Description
本发明涉及CDMA移动通信系统中使用的软越区切换方法。
在蜂窝通信系统中，移动终端在该移动通信系统内从一个基站向另一个基站自由漫游和连接。当终端在小区跨越期间正在处理呼叫时，还必须通过对呼叫造成的干扰尽可能小的方式将呼叫切换到新基站。在前向(ongoing)呼叫期间的小区跨越处理被称为越区切换。
在CDMA移动通信系统中，一个移动终端可同时与不同的基站通信，这些基站是该移动终端的现用组中登记的那些基站。每个基站在专用广播信道，例如GSM系统中被称为BCCH(广播控制信道)的广播信道上发射数据，该信道包含一些与该基站的负荷特别相关的信息。利用相同的给定功率发送CDMA系统不同基站的广播信道。网络的每个移动终端接收这些不同的广播信道，并对它们进行解调以便确定Eb/I比，其中Eb是针对每个基站接收的每个比特的能级，I是频谱干扰密度(或Ec/I，Ec是每个码片的能级)。该比例对应移动终端接收对应的基站的广播信道的质量。作为替换，可把从BCCH信道接收的功率等级用作质量标准。因此，移动终端可确定每个基站的信号质量等级，并为了软越区切换的目的选择其以最好质量接收的基站。该选择在于把该最好被接收的基站登记在其现用组中。
在有时间规律的基础上进行该处理，以确保移动终端总是与最好被接收的基站通信。这些与不同基站的通信被称为宏分集情况。和与一个唯一的基站建立通信相比，这样允许降低系统的干扰等级。宏分集也是一种在蜂窝边界为移动终端改善信号质量的方法。
软越区切换标准的目标是预测小区变化和检测可能感兴趣的宏分集情况。这样，在保持质量的同时减少了网络中的干扰。
现有技术的解决方案在于下行链路定向软越区切换标准。移动终端在每个基站的下行链路广播信道上进行测量(信号强度、Eb/I、...)，并将这些测量结果与固定/动态阈值或其它基站的广播信道上实现的测量比较。最后，无线网络控制器(基站的控制器)或移动终端根据该标准选择作为移动终端的现用组部分的基站，即该移动终端同时通信的基站。由于通信的质量可非常迅速地改变，并在更低的基础上改变现用组，现用组最好包含至少两个或三个基站。
然而，对于下行链路定向越区切换标准，由于越区切换标准没有检测上行链路中宏分集的必要性，可能出现错误地不使用上行链路宏分集(和因此可进一步减小干扰)的情况。当现用组中未选择的基站从移动终端接收到比已经在现用组中的基站具有更好质量的信号时可能出现这种情况。由于未考虑用于建立该现用组的上行链路发射路径，虽然由该移动终端发送的信号的功率已经降低，不能将这样一个基站插入现用组。
本发明的一个特别的目的是减轻现有技术中的缺陷。
更准确地说，本发明的目的是提供一种确保至少把从该移动终端需要最低输出功率的基站插入该移动终端的现用组中的方法。
利用如下方法和装置实现该目的：
一种用于选择一个终端用其进行软越区切换的CDMA型网络的基站的方法，该方法的特征在于：它选择对所述终端来说需要最低发射功率的基站。
一种在CDMA型网络中选择基站的方法，一个终端用其同时提供通信，根据一个标准进行所述选择，该方法的特征在于所述标准考虑所述终端为引起所述基站注意所需的发射功率。
一种在CDMA型网络中选择基站的方法，一个终端用其同时提供通信，该方法的特征在于包括：确定所述网络的哪个基站在上行链路方向中从最好的传播状况得到好处；和选择与其通信的所述基站。
一种管理在CDMA型发射网络中工作的终端的现用组的方法，该方法的特征在于包括：针对与一个候选基站的每个通信，确定上行链路方向所需的发射功率；和选择在上行链路方向中所需的对应发射功率比阈值加由正在与另一个基站通信的所述终端分配的功率低的基站。
一种用于选择一个终端用其进行软越区切换的CDMA型网络的基站的装置，所述装置包括用于选择对所述终端来说需要最低发射功率的基站的装置。
下面，通过说明几个实施例更详细地描述本发明。
本发明的基本想法是补充一种能够与已知的基于下行链路的标准组合的上行链路定向越区切换标准，以便能独立地达到每个方向的要求。介绍一种从普通的开环功率控制过程得到的最佳上行链路软越区切换标准。
更准确地说，为了降低上行链路中的干扰，希望最适合的链路(就所需要的发射功率而言)控制移动终端的发射功率。如果宏分集的所有相关基站实际上属于该现用组，这通常是由快速闭环功率控制过程确保的。该功率控制过程在于根据由该移动终端发送的和由现用组的基站接收的信号质量向移动终端发送增加或降低其发射功率的指令。这表明现用组的所有基站向移动终端发送指令，这些指令涉及该终端所需的输出功率。该终端收听这些指令并改变其输出功率，以使其输出功率对应于由现用组的基站请求的最低功率，以便该现用组的至少一个基站以良好的质量接收该终端发送的信号。这样确保了终端总是以最低的可能输出功率发送信号。
因此，本发明在于至少选择对终端来说需要最低发射功率的基站。
这种原理的几种实施方案是可行的。例如，移动终端根据通常用于开环功率控制的信息估算到几个＂候选＂基站所需的发射功率，以实现目标Eb/I。如果这些功率值中的一个证明足够接近针对现用组的基站计算的对应所需发射功率，则应将适宜于该低功率需求的＂候选＂基站加到现用组，即应该与该基站进行软越区切换。
简而言之，移动终端与现用组和候选组的基站并行地运行几个开环。把候选组的发射功率估算与现用组中的功率估算比较。后面更详细地描述该越区切换方案。
可以以下列方式实现所需发射功率的计算：开环功率控制依赖于在广播信道(例如BCCH)上做出的测量和依赖于该信道上的信息广播。在每个小区中，BCCH定期发送下列信息：在基站所需的信号干扰比，标注为SIRreq，在基站测量的总功率Pr，tot，BCCH信道的发射功率Pt，BCCH。在较慢的基础上(对于CDMA的UTRA-FDD系统约每隔100ms一次)定期更新该广播信息。
对于属于该候选组和现用组的每个基站，移动终端能够解调BCCH信道，因此可使用前面的信息。另外，可测量在候选和现用(即与该移动终端通信的)基站的BCCH信道上接收的功率。应指出，总是需要该测量结果来执行常规的下行链路驱动的软越区切换。在消除了快衰落效应而仍计算慢衰落效应的周期中对在BCCH信道上接收的功率平均化。
结果是，估算相对于现用或候选基站(如果移动终端曾与其通信)实现目标SIR的所需发射功率Pr，UL如下：
Pr，UL＝(SIRreq *Pr，tot *Pt，BCCH)/(PG*Pr，BCCH) (1)
其中PG表示所述通信的处理增益(即扩展带宽和比特率之间的比值)，Pr，tot体现了上行链路小区加载信息，比值Pt，BCCH/Pr，BCCH表示路径损耗(BCCH信道的接收功率为Pr，BCCH)。上行链路小区加载状况主要取决于该蜂窝中的用户数量，而下行链路蜂窝加载主要取决于移动终端的位置。由于上行链路与下行链路的加载状况一般是不相同的，很显然，需要区分上行链路和下行链路越区切换的标准。
在一个优选实施例中，选择对终端来说需要最低发射功率的基站，包括：
·针对与候选基站的每个通信，确定上行链路方向所需的发射功率；和
·选择在上行链路方向中所需的对应发射功率比阈值加由正在与另一个基站进行通信的所述终端分配的功率低的基站。该阈值对应于一个边缘平均值，以避免熟知的乒乓效应。
当该基站需要比候选基站的功率减阈值大的上行链路发射功率时，可实现对该终端的现用组中的基站的抑制。阈值可以是零。这对应于达到了现用组的最大规模，并且用一个候选基站代替了被抑制的基站的情况。当一个基站需要比现用基站的功率加阈值大的上行链路发射功率时，也可发生从现用组清除该基站。
下面提供基于上行链路的软越区切换判定算法的简化实施例。
-确定最好的(相对于最坏的)现用蜂窝作为具有最低(相对于最高的)Pt，UL的小区，比如说Pt，best(相对于Pt，worst)
-对于候选组中的每个小区，
如果(Pt，cand＜Pt，best+Menter)
则
如果(未超过现用组的规模)
则候选小区进入现用组
否则如果((Pt，cand＜Pt，worst-Mrepl)
则候选组替换现用中的最差的小区
-如果(Pt，act＞Pt，best+Mexit)，则从现用组中消除现用蜂窝
其中：
Pt，act：现用基站中的一个所需的发射功率
Menter：进入现用组的滞后边缘
Mrepl：替换现用组中的基站的滞后边缘
Mexit：从现用组消除基站的滞后边缘
可在终端一级或基站控制器(RNC)一级采用将基站放入该终端的现用组中的决定。更准确地说，在移动终端辅助的越区切换的情况下，在移动终端和RNC中都实施判定算法：移动终端检测现用组中的可能变化，但该检测直到RNC做出修改现用组的最终决定。RNC的决定以移动终端向RNC通知的BCCH功率测量结果为基础。RNC使用Pr，BCCH值根据方程式(1)可轻易地重新构成Pt，UL值，并应用前面的判定算法。
同样可设想仅在RNC中进行Pt，UL估算的另一种解决方案的实施例(估算的RNC/执行的RNC的越区切换策略)。假设所选择的越区切换策略对上行链路和下行链路是相同的。
下面包括本发明有关的上行链路与下行链路越区切换标准的组合。由于因闭环功率控制约束而使分开的越区切换(独立执行上行链路和下行链路越区切换)不能实行，必须找到一种上行链路和下行链路越区切换标准的适当组合。从上行链路的观点来看，增加现用组仅有助于降低移动终端的发射功率，不对系统造成任何进一步的恶化。然而，在下行链路中，增加现用组意味着发送更多信号，这在原理上会造成更多干扰。尽管如此，如果使用有效的功率分配技术，可大大抑制这种负面影响。例如，可将一个基站加到现用组，以便减少上行链路干扰，如果在下行链路中不从该基站的使用期待明显的利益，在下行链路中向该基站分配非常低的功率部分(该信令部分需要一个最小值以便能够发射功率控制命令)。
在这方面，如果检验到增加上行链路/下行链路标准中的任何一个，应增加现用组。相反，当其消除/替换一个基站时，应使用更限制性的标准：如果上行链路和下行链路的状况都被满足，则做出决定。结果是，可实施下列的组合方案：
-用于＂增加＂操作的逻辑＂或＂，
-用于＂消除＂/＂替换＂操作的逻辑＂与＂。
本发明还涉及用于选择CDMA型网络基站的装置，终端用其进行软越区切换所述装置包括用于选择对所述终端来说需要最低发射功率的基站。该装置可位于终端一级或在基站控制器一级。
与现有解决方案相比，本发明具有下列优点：
-改善了上行链路干扰的管理：根据本发明，减少了上行链路干扰(+负载平衡效果)，导致了上行链路的容量增加；
-增加了小区转换处理中的灵活性：最佳上行链路标准和定制的下行链路标准(而不是中性的基于路径损耗的越区切换标准)，还在下行链路干扰管理中得出了增益；
-不增加从移动终端到网络的报告：RNC可使用BCCH接收的功率测量结果的报告推导出Pt，UL值；
-能够扩展到分开的越区切换和备用功率调节。
本发明可应用于几个蜂窝式或集群移动通信系统，例如泛欧洲移动通信系统GSM，DCS1800(数字通信系统)，PCN(个人通信网络)，UMC(通用移动通信)，UMTS(通用移动电信系统)，FPLMTS(未来公用陆地移动电信系统)等。
Claims (12)
1.一种用于选择一个终端用其进行软越区切换的CDMA型网络的基站的方法，该方法的特征在于：它选择对所述终端来说需要最低发射功率的基站。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于至少选择其发射到所述终端的信号被所述终端以最好的质量接收的基站。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于在所述终端实施所述选择方法。
4.根据权利要求1或所述的方法，其中所述选择方法是在所述基站的控制器中实施的。
5.根据权利要求1至4中的任何一个所述的方法，其特征在于对所述终端来说需要最低发射功率的所述基站的所述选择包括：
针对与一个候选基站的每个通信，确定上行链路方向所需的发射功率；和
选择在上行链路方向中所需的对应发射功率比阈值加由正在与另一个基站进行通信的所述终端分配的功率低的基站。
6.一种在CDMA型网络中选择基站的方法，一个终端用其同时提供通信，根据一个标准进行所述选择，该方法的特征在于所述标准考虑所述终端为引起所述基站注意所需的发射功率。
7.一种在CDMA型网络中选择基站的方法，一个终端用其同时提供通信，该方法的特征在于包括：
·确定所述网络的哪个基站在上行链路方向中从最好的传播状况得到好处；和
·选择与其通信的所述基站。
8.一种管理在CDMA型发射网络中工作的终端的现用组的方法，该方法的特征在于包括：
·针对与一个候选基站的每个通信，确定上行链路方向所需的发射功率；和
·选择在上行链路方向中所需的对应发射功率比阈值加由正在与另一个基站通信的所述终端分配的功率低的基站。
9.根据前一个权利要求所输的方法，其特征在于从现用组中删除所需的上行链路发射功率比候选基站的发射功率减阈值大的基站。
10.一种用于选择一个终端用其进行软越区切换的CDMA型网络的基站的装置，所述装置包括用于选择对所述终端来说需要最低发射功率的基站的装置。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于所述装置包括在所述终端中。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于所述装置包括在所述基站的控制器中。
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