专利名称：用于确定对于切换操作的小区边界的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝通信系统，具体是涉及蜂窝数据通信系统，以及在这种系统中小区边界的确定。
背景技术：
诸如GSM(全球移动通信系统)、AMPS(高级移动电话系统)或D-AMPS(数字高级移动电话系统)的蜂窝通信系统目前是众所周知的。这种蜂窝通信系统的一个特性是在与例如移动电话的移动台建立的通信对话过程中，移动台可能从系统的一个小区移动到另一个小区，以便所考虑的移动台通过服务于不同小区的不同的基站通信。用于从一个小区或基站到另一个的通信的这种“切换”的过程和装置在这些蜂窝通信系统中是已知的。
对于蜂窝通信系统的成功操作的一个重要因素是相邻小区之间边界的确定的小区设计。小区设计和小区边界的确定通常基于在系统的小区中的实际通信条件中“以手工”所做的测量。测量可以是例如C/I(载波/干扰)测量。这些测量以及对小区设计的任何随之发生的调整表示对于移动通信系统的运营者的重要开销和成本因素。因为实际通信条件的测量必须被重复，因为通信系统和系统内小区的特性随时间改变，所以尤其是这样。例如，新小区可以被添加到系统中或者环境因素中的改变可能影响小区的特性。
最初主要与话音通信相关的蜂窝通信系统现在正在被开发来更有效地承载数据通信。一种考虑为补充GSM通信系统的开发是GPRS(通用分组无线系统)蜂窝数据通信系统，它是基于分组的数据通信系统。GPRS以及其它蜂窝数据通信系统也面临一种需要，即将来自一个移动台(在这种情况下是诸如笔记本计算机或多功能话音/数据通信设备)的正在进行的通信从一个小区或基站切换到另一个。GPRS和其它蜂窝数据通信系统也需要小区边界的仔细的小区设计设置。通信系统的这些方面对于数据通信是更重要的，为了数据被以与用于话音通信相比需要的更高速率发送，以建立系统中令人满意的数据吞吐量等级。
蜂窝通信系统可以提供的并由GPRS数据通信系统提供的一个特征是对于系统中发送的数据的不同编码方案的可用性以及从一个编码方案动态改变到另一个的能力。这称作动态链路适配。这样，例如，GPRS系统提供四个不同的编码方案(例如，对于下行链路，即基站到移动台的通信)，给予被发送数据不同的错误保护等级和/或给予在所发送数据信号中不同的冗余度等级。在GPRS系统中，例如所使用的编码方案和有效数据传送速率可以对于所建立的通信链路使用系统中提供的链路适配功能动态适配。该链路适配功能可以使用例如响应于来自系统的一个命令而从移动台发送到系统的报告。这种报告可以是例如含有涉及上次从系统发送到移动台的无线块序列。所包括的信息可以是载波强度(C)、干扰(I)、信号方差(Sign_VAR)、块错误率和比特错误率。根据该信息，链路适配功能可以对于下一个无线块序列从那些可用的编码方案中选择。这样，有效数据传送速率可以根据例如当前通信(例如无线)情形而被改变。
本发明解决的问题在蜂窝通信系统中，特别是对于数据通信，有效的小区规划的建立是系统的一个及其重要的方面。小区规划，即小区设计是系统的一个重要方面，尤其是对于数据通信。不过，建立一个小区规划中所涉及的工作量和成本，以及按照需要来修改小区规划以满足改变的条件是对系统运营者的一个重大技术和经济负担。如果小区规划对于通常应用于小区所覆盖区域的通信条件是不恰当的，到这将导致系统中的明显无效，这样就无法避免监视小区规划的有效性以及修改该规划的花费。
在蜂窝通信系统中，特别是对于数据通信，提供数据吞吐量的令人满意的整体等级也是所关心的一个问题。此外，当已经建立一条通信链路时，如果链路中有一个数据传送率的改变(例如在小区切换中)，则该速率的改变的效果不能总是被预测，并可能导致数据传送的破坏。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种确定蜂窝通信系统中第一和第二小区之间的小区边界的方法，其中可以根据与移动台的通信条件来以不同的有效传送率实现与移动台的通信，并且其中与移动台正在进行的通信可以从第一个小区切换到第二个小区，该方法包括在那些通信从第一个小区到第二小区的小区切换之前，存储涉及与移动台的通信的传送率的信息，在所考虑的各自通信从第一个小区到第二个小区的小区切换之后，存储涉及与移动台的通信的传送率的信息，分析和处理所存储的信息，并据此来确定第一个和第二个小区之间的小区边界，以便在通信切换时，在切换之前和之后的传送率更可能或最可能相同。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于确定蜂窝通信系统中第一个和第二个小区之间的小区边界的设备，其中可以根据与移动台的通信条件来以不同的有效传送率实现与移动台的通信，并且其中与移动台正在进行的通信可以从第一个小区切换到第二个小区，该设备包括装置，用于在那些通信从第一个小区(A)到第二小区(B)的小区切换之前，存储涉及与移动台的通信的传送率的信息，装置，用于在所考虑的各自通信从第一个小区到第二个小区的小区切换之后，存储涉及与移动台的通信的传送率的信息，装置，用于分析和处理所存储的信息，并据此来确定第一个和第二个小区之间的小区边界，以便在通信切换时，在切换之前和之后的传送率更可能或最可能相同。
根据本发明的方法和设备尤其可以很好地被采用到诸如GPRS系统的蜂窝数据通信系统中。
利用根据本发明的方法和设备，当第一个和第二小区之间的小区边界已经被确定，以便在通信切换时，在切换之前和之后的传送率比用当前设置小区边界(例如，因为目前设置小区边界不提供切换之前和之后的传送率更可能相同，所以一个更有效的小区边界或小区规划已经被确定)的情况更可能相同时，可以用各种不同方法来处理小区边界的实际修改。例如，系统运营者可以被通知一个小区边界改变看起来是可取的，但是是否进行小区边界的实际修改则留给系统运营者来决定。可替代地，可以通过改变基站控制器或系统中其它设备的参数来自动实现小区边界改变。
利用根据本发明方法和设备，可以在恰当间隔来执行为了确定一个更有效的小区边界或小区规划的对所存储信息的分析。例如，可以由系统运营者将间隔设置成为例如每小时一次或每天一次，或者间隔可以在长度上改变，例如以便每当已经存储足够的用于有用统计分析的信息时，就进行分析和确定。
本发明提供的解决方案发明人领会到，如果记录了例如在小区切换(即紧接在小区切换之前和之后)时由动态链路适配选择的编码方案的历史，则该被记录的历史能够被分析和处理以揭示蜂窝通信系统中小区规划的无效，并确定用于减小和最小化这种无效的被调整的小区边界。
发明的优点本发明提供了一种装置，用于使用可从系统获得的信息来自动确定或设置或修改蜂窝数据通信系统的小区规划，而无需“以手工”测量，且无需系统中昂贵或复杂的额外特征或设备。本发明能够大大减小确定和/或维护恰当的小区规划以及确定和/或实现对于小区边界的所需修改中涉及的工作量和成本。
本发明还改善了在诸如GPRS的蜂窝数据通信系统中尤其重要的通信系统中的整体吞吐量。此外，本发明能够减小或最小化在小区切换时在正在通信的链路中数据率的改变，从而减小数据传送破坏的风险。
图1是在蜂窝通信系统中小区的简化示意说明，图2是说明在GPRS数据通信系统中采用的不同编码方案、数据传送率和编码率的表，图3是一个在GPRS数据通信系统中，在从小区A到小区B切换之前和之后所采用的编码率的统计的示意表格或矩阵表示，说明在涉及利用本发明在小区边界调整之前和之后的编码率的统计的“之前”和“之后”表或矩阵中本发明的效果，图4A和4B中的每一个提供在小区切换时，小区边界的一个概念指示，涉及编码方案以及在小区切换时的吞吐量的图形表示，并各自对应于利用本发明在小区边界调整之前和之后的情形，图5是根据本发明的一个实施例的系统或设备的简化示意框图，以及图6是说明采用本发明的一个方法所涉及的步骤的流程图。
示范实施例详述图1是蜂窝通信系统中小区A、B、C、D、E、F和G的简化示意表示。在每个小区中，负责每个小区中的通信的基站类似地标记为A、B、C、D、E、F和G。最初在小区A边界内的移动台1利用基站A通信。如箭头2所示，当移动台从小区A移动到小区B时，对与移动台(1H)的通信的责任被切换到基站B，因为移动台穿过了小区A和B之间的有效通信边界。当然，情况类似于当移动台从小区A穿过到小区C或从任何一个小区穿过到一个相邻小区时的情形。为了简化的目的，下面只参考小区A和B。处理这种小区切换的装置和方法是本领域技术人员众所周知的。
如上所述，GPRS是提供用于数据传送的不同编码方案的蜂窝数据通信系统的一个例子。GPRS是基于分组的数据通信系统，意欲扩展当前的GSM蜂窝通信系统，并提供四种不同的编码方案(例如，对于下行链路，即基站到移动台的通信)，CS1、CS2、CS3和CS4，其提供9.05、13.4、15.6和21.4k比特/秒(编码率为1/2、2/3、3/4和1)的有用数据传送率，如图2的表所示。
诸如GPRS的蜂窝数据通信系统必须与或多或少的不利通信条件以及对于所承载数据的不同编码方案竞争，所述编码方案可以被根据对于数据传送的任何给定时间所遇到的不利通信条件而被选择，提高系统的可用性和鲁棒性。通常，提供不同编码方案以及不同有用的数据传送率的目的是保证-就可行的来说-即使在不利的通信条件下，数据通信也是可能的，虽然可能以较低的有用数据传送率，同时当通信条件更有利时采用更高的有用数据传送率。
诸如GPRS的数据通信系统能够根据当前通信条件提供所用的编码方案的动态选择，以及有用数据传送率的动态适配。这种所谓的动态链路适配使得系统能够有机会当条件允许时提高一条所建立链路的数据传送率，并且当条件更不利时退到更小的传送率。
这种动态链路适配可以基于从接收终端或移动台到基站的报告，考虑到当前消息或无线块序列的接收质量，其能够影响随后从基站到移动台发送的无线块的发送，以导致使用一个不同的编码方案。例如，动态链路适配可以根据来自系统的一个命令而使用从移动台发送到系统的报告。这个报告可以例如含有涉及上次从系统发送到移动台的无线块序列。所包括的信息可以是载波强度(C)、干扰(I)、信号方差(Sign_VAR)、块错误率和比特错误率。根据该信息，链路适配功能可以对下一个无线块序列从那些可用的编码方案中选择。不过，应当理解，用于接入通信链路的过程、方法或装置的细节与本发明不直接相关相关的只是某些估计装置是可用的。同样，用于动态适配通信链路以使用不同编码方案或有用数据传送率的过程、方法或装置与本发明不直接相关相关的只是通信链路的动态适配是可能的以及关于动态适配的信息是可用的并能够作为系统的“历史”被存储，例如作为GPRS系统中的不同编码方案的使用的历史统计。本发明可以有效地利用任何动态链路适配模式以及这种适配的任何历史形式。实际上，在根据本发明的一个系统中，监视所建立数据通信链路有效性的任何装置或方法都可以用作选择用于当前通信条件的最可能临时数据传送模式的基础，并且选择模式的历史记录的任何形式可以用作对于本发明的基础。
现在参考GPRS及其四个不同的编码方案来讨论本发明的示范实施例。
图3中最左边标记为“之前”的表或矩阵指示由移动台从一个小区(小区A)到另一个小区(小区B)的小区改变或切换之前和之后的链路适配功能选择的编码方案的历史。也就是，该表或矩阵含有在小区切换时的编码方案的历史统计。
例如，图3中的“之前”表或矩阵指示当具有一条已建立的通过系统的通信信道的移动数据通信台从小区A移动到小区B时，只在1％的情况中，是由动态链路适配功能在从小区A切换到小区B之前以及在从小区A切换到小区B之后选择的CS1编码方案。同样，只在3％的情况中，是在从小区A切换到小区B之前以及在切换之后选择的CS2编码方案。
不过，图1的“之前”表或矩阵表明在88％的情况中，有一个从小区A到小区B的切换，从编码方案CS1到编码方案CS3的改变。也就是，在“之前”小区规划有效的情况下，88％的情况中，关于从小区A到小区B的移动通信台的切换，有从较少有效的编码方案(CS1-9.05k比特/秒)到更有效的编码方案(CS4-21.4k比特/秒)的改变。这样，如图4A的下部中的数据吞吐量的图形表示(“之前！”)所示，数据吞吐量通常在从小区A到小区B的切换上升高。换句话说，如图4A的上部示意所示，在切换(HO)时的小区边界被定位在CS1到CS3吞吐量速率之间的概念接口，以便典型地有关于切换的编码方案以及有效数据吞吐量速率的突然改变。
根据本发明，提供了方法和设备，用于维护在切换时的编码方案改变的历史，即用于在存储器中建立一个诸如图1中的“之前”所示的表或矩阵。历史被记录在所存储的矩阵信息中的时间段可以根据所考虑的特定情况的需要来选择，例如根据承载的业务量等级或其它需要考虑的事项。例如，可以由系统运营者将该时间段设置为1小时或一天，或者根据所存储的信息对于统计分析有用所需要的时间在长度上改变。
本发明还提供方法和设备，用于分析和处理所存储的编码方案的历史，以确定小区边界，例如在小区A和小区B之间的一个改变或修改是否能够提供一个更有利的小区规划。
本发明提供了无需“以手工”来测量，而基于所存储历史的分析来确定或修改小区边界。
在本发明的一个实施例中，在记录了对于有用统计分析的至少足够的历史信息(“之前”)之后，确定在哪个方向-向着小区A或向着小区B-小区边界应当被根据如下来调整如果切换之后，用于小区A的最流行的(“之前”)编码方案提供比用于小区B中的(“之前“)最流行编码方案更高的数据传送率-即用于小区A的编码方案>用于小区B的编码方案(小区A中的CS3和小区B中的CS2)，则确定/建议对于小区B的边界调整，以及如果切换之后，用于小区A的最流行的(“之前”)编码方案提供比用于小区B中的(“之前“)最流行编码方案更低的数据传送率-即用于小区A的编码方案<用于小区B的编码方案(小区A中的CS3和小区B中的CS4)，则确定/建议对于小区A的边界调整。
本发明的效果如图3的“之后”表或矩阵说明。
图1的“之后”表或矩阵表示，在根据本发明修改了小区边界之后，根据在小区切换时的编码方案转换的在先历史，关于从小区A到小区B的切换，在90％的情况在编码方案(即有效数据传送率)中没有改变。在2％的情况中，仍然有从编码方案CS1到编码方案CS2的改变，并且在其它小比例的情况中，有关于小区切换的编码方案的其它改变。不过，在“之后”小区规划有效的情况下，在90％的情况中，没有编码方案的改变。这样，如图4B下部中的数据吞吐量的图形表示所示，数据吞吐量通常证明没有关于从小区A到小区B的切换的突然改变。换句话说，如图4B的上部中的示意图所示，切换(HO)时的小区边界位于CS2和CS3吞吐量速率之间的一个概念接口，提供关于小区切换的一致性和连续性。
这样，一个更均匀的小区规划提供一个更恒定并且通常更高的数据吞吐量。不需要数据传送条件的“以手工”的测量，并且小区规划的重新调整和优化可以以更自动的方式实现。这为网络运营者减小了维护数据传送网的运营成本，并为用户提供了具有更均匀数据吞吐量的更均匀网络。实际上，利用本发明，系统或系统的小区结构变得更能自配置，从而减小了随之而来的对于运营者的运营和维护成本，并带来了对于用户更可靠的服务。
图5的简化示意框图说明基于GPRS并实现本发明的系统的部件，包括一个历史存储器，用于存储在从小区A到小区B的小区切换之后采用的编码方案(CS1到CS4)的历史统计。在本例中，指出用于建立统计的信息被从小区基站子系统提供，但是系统中可用的这种信息的任何其它源也可以被采用。历史存储器还存储关于从B到A的小区切换的统计，并存储对于诸如A和C、B和C等的其它相邻小区对的类似信息。
还提供了一个编码方案历史处理器，其根据所存储的历史统计来分析和处理那些统计，以确定例如小区A和B之间的小区边界的改变是否看起来可能是有利的。所执行的分析和处理的形式可能是对于所存储信息恰当的任何种类的形式。
以小区边界修改(如果需要)形式的编码方案历史处理器的操作结果被在基站中采用来修改小区边界以提供更有效的小区规划。
图6是在实现本发明的方法中执行的步骤的简化流程图。
权利要求
1.一种用于在蜂窝通信系统中确定第一(A)和第二(B)小区之间的小区边界的方法，其中根据与移动台的通信条件可以以不同的有效传送率(CS1到CS4)来实现与移动台(1，1H)之间的通信，并且其中与移动台正在进行的通信可以从第一小区(A)切换到第二小区(B)，所述方法包括在那些通信从第一小区(A)到第二小区(B)的小区切换之前，存储关于与移动台的通信的传送率(CS1到CS4)的信息，在所考虑的各自通信从第一小区(A)到第二小区(B)的小区切换之后，存储涉及与移动台的通信的传送率(CS1到CS4)的信息，分析并处理所存储的信息，并据此确定第一(A)和第二(B)小区之间的小区边界，以便在通信切换时，在切换之前和之后的传送率(CS1到CS4)更可能或最可能相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其中涉及传送率的信息是关于为那些通信所采用的编码方案(CS1到CS4)的数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中涉及传送率的信息是关于由GPRS动态链路功能为那些通信所采用的GPRS编码方案的数据。
4.一种用于在蜂窝通信系统中确定第一(A)和第二(B)小区之间的小区边界的设备，其中根据与移动台的通信条件可以以不同的有效传送率(CS1到CS4)来实现与移动台(1，1H)之间的通信，并且其中与移动台正在进行的通信可以从第一小区(A)切换到第二小区(B)，所述设备包括装置，用于在那些通信从第一小区(A)到第二小区(B)的小区切换之前，存储涉及与移动台的通信的传送率(CS1到CS4)的信息，装置，用于在所考虑的各自通信从第一小区(A)到第二小区(B)的小区切换之后，存储涉及与移动台的通信的传送率(CS1到CS4)的信息，装置，用于分析和处理所存储的信息，并据此来确定第一(A)和第二(B)小区之间的小区边界，以便在通信切换时，在切换之前和之后的传送率(CS1到CS4)更可能或最可能相同。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述用于存储涉及传送率的信息的装置存储关于为那些通信所采用的编码方案(CS1到CS4)的数据。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其中所述用于存储涉及传送率的信息的装置存储关于由GPRS动态链路功能为那些通信所采用的GPRS编码方案的数据。
7.在一个例如GPRS蜂窝数据通信系统的蜂窝通信系统中的根据权利要求5所述设备。
8.包括根据权利要求5所述设备的一种蜂窝通信系统，例如GPRS蜂窝数据通信系统。
9.根据权利要求1所述方法运行的一种蜂窝通信系统，例如GPRS蜂窝数据通信系统。
全文摘要
本发明提供了用于确定诸如GPRS的蜂窝通信系统中第一(A)和第二(B)小区之间的小区边界的方法和设备,其中根据通信条件可以以不同的有效传送率(CS1到CS4)实现与移动台(1,1H)的通信。涉及紧接在从第一小区(A)到第二小区(B)的小区切换之前和之后与移动台的通信的传送率(CS1到CS4)的信息被存储。所存储的信息被分析和处理,并根据结果来确定第一(A)和第二(B)小区之间的小区边界,以便在切换时,切换之前和之后的传送率(CS1到CS4)更可能或最可能相同。
文档编号H04W36/12GK1370383SQ00811705
公开日2002年9月18日 申请日期2000年8月3日 优先权日1999年8月12日
发明者T·亨特 申请人:艾利森电话股份有限公司