专利名称：在cdma的底层与重叠系统之间的边界上进行切换的方法
技术领域：
本发明涉及移动通信。
背景技术：
由于所谓的“远近”效应，相邻信道干扰在CDMA移动系统的多载波部署方案中始终是一个问题。在出于容量或其他原因而部署了附加CDMA载波的重叠(overlay)区域的边界上，这个远近效应问题将会暴露出来。当与重叠区域中的边界基站进行通信并工作在该区域中部署的载波频率上的移动终端穿越重叠区域边界进入由工作在其他载波频率上的基站所覆盖的底层(underlay)区域时，所述移动终端应该转换频率并且切换到底层区域中的第二基站，以便在这些其他载波频率中的一个频率上继续进行通信，这个过程通常称为“硬”切换。然而，如果移动终端没有及时进行转换，那么它有可能在与重叠区域中的基站进行通信并且功率受控于所述基站的同时接近底层区域中的基站，从而继续工作在重叠基站的载波频率上。当所述载波频率与移动终端所接近的底层区域基站使用的载波频率相邻的时候，所述移动终端发射的上行链路信号的功率可能会很大，从而足以干扰处于相邻载波上的基站的反向链路。具体地说，由于底层区域中的基站接收机不能完全抑制相邻信道信号，因此在最差的情况下，对处在底层区域基站使用的相邻频率载波的工作频带内部的移动终端来说，由它发射的上行链路信号的边带幅度有可能导致底层基站完全关闭所述载波，由此导致底层基站丢弃所有那些正在进行的呼叫并且阻止客户在所述载波上发起和接收新的呼叫。作为选择但不利于服务的是，生成的干扰有可能缩小第二基站的覆盖区域并且阻碍所述基站向处在其覆盖区域以内的移动终端提供服务。
在通过将一个处于载波频率Fn的附加载波部署为一个重叠载波来缓解底层的第二或第三代(2G/3G)移动系统中的容量问题时，上述远近效应很有可能会成为CDMA系统中的一个问题。目前在网络端已经引入了多种技术来防止所描述的远近效应。这些技术通常使用了移动终端在载波频率Fn上收集的某些信号质量或距离信息，以确保在移动终端开始干扰底层区域中任何基站使用的任何一个相邻载波的反向链路之前将所述移动终端重定向或切换到底层区域中的一个相邻底层基站(其载波为F1，F2，......，Fn-1)。这些现有技术解决方案普遍存在一个问题，那就是重定向和切换通常是在移动终端所要重定向的底层基站能够可靠处理所述呼叫的时候触发的，由此将会导致频繁的掉话。为了缓解这种状况，目前已经在2G和3G移动终端中实施了由IS-95B版本的CDMA标准定义的移动台辅助硬切换(MAHHO)机制。根据这种机制，当移动终端处于边界重叠基站的覆盖范围以内并且网络指示移动终端实施切换的时候，所述移动终端跳转到一个底层载波上并且对来源于在所述载波频率上进行发射的基站的信号状态进行测量，其中所述信号状态可以是底层载波频率上的移动接收功率和关于底层基站所发射的导频信号的类似于信噪比的Ec/Io量度，此外所述移动终端还返回到重叠载波，并且将测定的信号状态报告给重叠基站。响应于这些量度，所述基站可以发布一个适时的重定向命令。
当所述重叠系统是新开发的1xEV系统时，同样有可能会出现远近效应，其中所述1xEV系统通常预计将会部署在一个3G-1X的底层系统之上，从而在选定商业区域中以高达2.4Mb/s的速度来提供高速数据业务。在部署了高速数据1xEV业务的重叠区域中，混合型型1xEV/3G-1X移动终端会使用高速数据的1xEV业务。在重叠区域外部，所述移动终端是作为一个用于低速数据业务的3G-1X移动终端来运作的，而在重叠区域内部和外部，所述移动终端都是作为一个用于语音业务的3G-1X移动终端来运作的。3G和2G系统都是向下兼容的以网络为中心的系统，与这些系统所不同，1xEV系统被构思为主要充当一个自主独立的重叠系统。具体地说，在进行数据呼叫的时候，IS-856 1xEV标准不支持1xEV向3G-1X的重定向，当其空闲时，它也没有提供任何装置来向移动终端告知所述底层系统，以便针对何时切换而做出一个合情合理的(informed)自主决定。然而，1xEV标准为网络提供了一个指示基站覆盖范围以内的所有移动台全都无条件放弃1xEV载波并寻找一个特定的3G-1X载波的选择。这样则在重叠1xEV系统与底层3G-1X系统之间创建了一个过渡带，由此浪费了处于重叠与底层系统之间边界上的1xEV基站的容量和覆盖范围。所述1xEV标准还支持一个将个别移动终端重定向到底层系统的选择，但是其中缺少对于目标3G-1X载波信号质量的任何MAHHO类型报告的支持。另一方面，目前没有一种用于确定工作在边界上并与重叠1xEV系统进行通信的混合型移动终端是否可能对底层区域中的3G-1X基站造成干扰的方法。因此，目前没有一种用于在可能对底层系统中的边界基站造成干扰之前从重叠1xEV系统切换到底层3G-1X系统的及时可靠且没有浪费的方法。因此，对底层3G-1X系统造成不利影响的可能性将会严重影响到1xEV系统的部署。
发明内容
本发明确认，当仍在相邻载波上与重叠区域内部一个边界基站进行通信的移动终端处在底层区域中的基站覆盖区域以内的时候，则有可能会对底层区域内部基站的反向链路造成干扰，此外还同时存在下列情况(1)与从重叠区域内部的边界基站中接收的下行链路上的功率相比，从底层区域中的基站接收的下行链路上的功率超出了一个第一预定阈值，这表明移动终端处于重叠区域的边界上；以及(2)从底层基站接收的下行链路上的功率与移动终端发射到重叠区域内部基站的信号功率之和大于一个第二预定阈值，这表明底层基站从进行发射的移动终端那里接收的信号功率可能会干扰底层基站的操作。当同时存在这两种情况的时候，根据使用了移动终端的实施例，重叠区域中的边界基站指引所述移动终端将其载波频率转换成底层区域中的基站所使用的相邻频率载波，或者所述移动终端自主将其载波转换到所述频率。无论发生哪种情况，移动终端都会切换到底层区域中的基站，从而中断与重叠区域中的边界基站所进行的通信并且开始与底层区域中的基站进行通信。如果移动终端发射的功率实质上是一个常数，则可以将这个恒定的发射功率合并到与接收功率进行比较的第二预定阈值之中。
在所描述的实施例中，将本发明引入了一个混合型的1xEV/3G-1X移动终端，在支持1xEV高速数据业务的重叠区域内部，所述终端是作为1xEV移动终端来操作的，而在底层区域中，所述终端是作为支持3G-1X低速数据业务的3G-1X移动终端来操作的，此外在底层和重叠区域中，所述终端都是作为支持语音业务的3G-1X移动终端来操作的。在这个实施例中，当移动终端确定其1xEV发射功率有可能干扰底层区域中的基站所使用的信道的反向链路时，移动终端将会自主放弃1xEV业务并切换到3G-1X业务，此外还会连接到底层区域中的3G-1X基站。当使用第一载波工作在1xEV模式并且有效参与了数据呼叫的移动终端确定下列条件时，则有可能出现上述操作(1)与从移动终端进行通信的1xEV基站那里接收的下行链路信号的测定功率相比，移动终端从工作在与1xEV载波相邻的载波上的3G-1X基站所接收的下行链路信号的测量功率超出了一个第一预定阈值以上，这表明移动终端处于1xEV重叠区域的边界上；以及(2)从3G-1X基站接收的下行链路信号的测量功率与移动终端发送到1xEV基站的上行链路信号的功率之和大于一个第二预定阈值，这表明3G-1X基站从进行发射的移动终端那里接收的功率可能会干扰3G-1X基站的操作。在数据传输过程中，1xEV移动发射功率通常处于或接近最大功率电平，因此可以对第二阈值进行修改，以便引入最大功率电平。如果移动终端没有与1xEV基站进行通信而是处于空闲状态，那么结合第一条件有效的是一个第二条件，所述条件规定如果发起一个呼叫并且由此在所述呼叫开始的时候干扰了3G-1X基站的操作，那么对从3G-1X基站接收的下行链路信号来说，其测量功率大于经过修改的预定阈值，其中所述阈值考虑到了移动终端可以发射的最大发射功率。
在确定上述条件是否同时存在的过程中，由于发射和接收的导频功率都不依赖于基站负载，因此作为替换，在这里可以使用那些用以接收基站发送的导频信号的测量功率，而不是使用在移动终端上接收的来自这两个基站中的每一个基站的总的测量信号功率，其中在每个基站执行发射时，所述总的测量信号功率都依赖于基站上的负载。此外，为了消除在功率测量中依赖于快衰落的影响，因此，在确定这两个条件是否存在之前，可以对多次执行的功率测量或测量周期进行扩展。
在第二实施例中，将本发明引入了一个系统，在这个系统中，移动终端使用的是单一技术，而没有使用在混合型1xEV/3G-1X移动终端中所采用的两种技术。在一个实施例中，在不同区域中使用了多个载波，在同时出现类似于上述(1)和(2)的条件时，则判定在重叠区域所用载波Fn上与基站通信的移动终端有可能会干扰一个在底层区域操作并工作在相邻载波Fn-1上的基站的反向链路。具体地说，这种情况会在同时满足下列条件的时候出现(1)在移动终端上，从处于底层区域并操作在相邻载波Fn-1的基站接收的测量功率要比来源于一个在载波Fn上与移动终端进行通信的基站的下行链路信号测量功率高出一个第一预定阈值以上，这表明移动终端处于重叠区域的边界上；以及(2)在移动终端上，从处于底层区域并操作在载波Fn-1的基站接收的下行链路信号测量功率与移动终端当前发射到处于重叠区域并工作在载波Fn上的基站的上行链路信号功率之和大于一个第二预定阈值，这表明处于底层区域的基站从进行发射的移动终端接收并处于载波Fn上的信号功率可能会干扰基站操作。与结合了混合型1xEV/3G-1X移动终端并且重叠1xEV系统不与底层3G-1X系统通信的情况不同，在单一技术的系统中，这些判定通常是在重叠区域中的基站上基于移动终端的测量而做出的，并且这些判定将会报告给基站。这样一来，当同时满足这两个条件时，基站将会发布一个通知移动终端转换其载波的重定向命令，由此将移动终端切换到底层区域中的基站。与第一实施例中一样，在确定是否满足这两个条件以及是否应该发布一个重定向命令的过程中，可以使用导频测量以及功率平均和/或扩展测量周期来提高可靠性。
图1显示的是处在1xEV覆盖的重叠区域以内的多个基站和处在3G-1X覆盖的底层区域以内的多个基站；图2是一个显示了根据本发明来确定是否从重叠区域的1xEV业务切换到底层区域的3G-1X业务的方法实施例的流程图；以及图3是一个显示了根据本发明而在处于重叠区域中的边界基站上确定是否通过向移动终端发布一个重定向命令来转换载波频率，从而切换到底层区域中的基站的方法实施例的流程图。
具体实施例方式
参考图1，其中多个基站位于移动服务供应商区域100的重叠区域101以内，所述区域100包括重叠区域101以及一个底层区域106。出于说明目的，在重叠区域101内部只显示了三个基站102、103和104，但是应该理解，可以使用更多基站来为这个区域中的移动用户提供覆盖。在所述实施例中，重叠区域向混合型移动终端105的用户提供1xEV高速数据业务，其中所述终端还充当一个3G-1X移动终端。当在后一种模式中运作时，移动终端105将会提供语音和低速数据业务。而当移动终端处于重叠区域101内部时，这种混合型1xEV/3G-1X终端105可以通过基站102～104来发起并接收高速数据呼叫。此外，当移动终端处在重叠区域101以内的时候，工作在3G-1X模式的混合型移动终端105可以通过同一基站102～104内部的3G-1X设备来接收和发起语音呼叫。当移动终端105移出重叠区域并且进入了作为说明而位于提供了3G-1X服务的基站107、108和109的底层区域106时，终端105充当一个能够发起并接收语音呼叫以及低速数据呼叫的3G-1X终端。
混合型终端105旨在以这样一种方式来进行操作，如果它在参与高速数据呼叫的同时移出重叠区域101并且进入底层区域106，则在3G-1X网络上重新连接所述数据呼叫并以较低的数据速率来继续进行所述数据呼叫。在这个操作方案中假设移动终端会在离开1xEV重叠覆盖区域并且进入底层3G-1X覆盖区域的时候认定1xEV信号丢失，由此能够切换到3G-1X模式并在底层区域106中的3G-1X基站107～109所使用的载波上操作。然而如先前所述，当移动终端105从重叠区域101跨越边界进入底层区域106时，也就是移动终端从位置110移动到111时，它可以从一个例如与移动终端在重叠区域101中进行通信的边界基站102那里接收很强的下行链路1xEV信号，由此其功率仍旧受控于这个重叠区域101中的基站。对处于底层区域106中的3G-1X基站107～109以及并入处于重叠区域101的基站102～105内部的3G-1X设备来说，其使用的载波在频率上通常与基站102～105中的1xEV设备使用的载波是相邻的。在移动终端105通过基站102之类的重叠边界基站参与重叠区域101中的高速数据呼叫的同时，当其移出所述区域并且进入底层区域106时，如先前所述，所述终端继续与所述基站进行通信并且其功率仍旧受控于所述基站。因此，在移动终端靠近诸如基站107这样的底层区域106中的基站时，如先前所述，移动终端在与基站107的载波相邻的载波上发送的功率受控的上行链路信号会干扰基站107的反向链路，由此导致基站完全停止使用所述载波。如上所述，这是因为底层区域中的基站只会有限抑制相邻信道信号。
根据本发明，在移动终端移出重叠区域101并且进入底层区域106时，基于移动台的重选和切换方法的实施例将会消除相对于附近3G-1X基站的反向链路干扰。同时，在需要执行切换以免造成干扰之前，这种重选和切换方法将以一种不会导致过早从1XEV系统切换到底层3G-1X系统的方式而把那些处于重叠区域101的边界上的1xEV基站的覆盖范围增至最大，由此将1xEV重叠区域中的边界基站的覆盖范围增至最大。
当同时满足以下这两个条件的时候，所述方法会将混合型模式的1xEV/3G-1X终端从1xEV模式转换成3G-1X模式(由此改变载波)(1)与移动终端从1xEV基站接收的功率相比，移动终端从3G-1X基站接收的功率高出了一个第一预定阈值；以及(2)当移动终端参与一个数据呼叫时，在移动终端上接收的来自3G-1X基站的功率与移动终端相对1xEV基站的当前发射功率之和大于一个第二预定阈值，或者从当所述终端空闲时，从3G-1X基站接收的功率大于一个第三预定阈值。从数学上来看，在假设以dB为单位的情况下，可以将这些条件表示为MRx3G-1x-MRx1xEV＞δdB (1)以及如果连接在一个数据呼叫上，则MRx3G-1x+MTx1xEV＞Θ0dBm(2A)或者如果处于空闲状态，则MRx3G-1x＞Θ1dBm(2B)在等式(2A)中，MTx1xEV是1xEV移动终端在连接到数据呼叫时的实际发射功率，Θ0则是第二预定阈值。如果移动终端没有连接到数据呼叫而是处于空闲状态，那么根据MTx1xEV可能具有的最大值，可以改为使用将Θ1用作第三预定阈值的等式(2B)中的替换阈值条件。尽管移动终端在空闲和未发射时不会干扰底层3G-1X基站，但在移动终端建立呼叫而尝试接入时却仍有可能产生干扰，因此将所述最大值引入到第三预定阈值之中。基于由此使用了最大假设发射功率MTx1xEV的最坏情况的条件是这样一种情况，与必要条件相比，它有可能会对边界基站1xEV覆盖范围限制的更多一些。实际上，无论移动终端连接于数据呼叫还是处于空闲状态，都可以使用带有相同预定阈值Θ1的后一种条件(2B)，这是因为在1xEV模式中，不管移动终端与1xEV基站之间的距离多大，通常都将移动终端的发射功率保持在其最大电平或是接近其最大电平，由此将数据速率增至最大。
等式(1)定义的第一个条件表明，应该在从重叠1xEV系统接收的功率足够小于从底层3G-1X系统接收的功率的时候进行重定向和切换。由此确保移动终端实际离开了重叠区域101。在重叠区域中，尽管基站在1xEV模式中发射的功率很可能不同于其在3G-1X模式中发射的功率，但是差值却通常是恒定的，因此，移动终端在各种模式中接收的功率中的差值应该是一个常数。当接收功率中的差值变得太大(或是大于通常预期的差值)的时候，在相邻载波上接收的这两个信号很可能来自不同位置的基站(一个来自重叠区域内部，另一个来自底层区域)，出现这种情况则表明移动终端处在边界区域中。
相对于发起移动终端重定向的条件而言，等式(2A)和(2B)所定义的第二个条件是违反直觉的。从逻辑上讲，应该是在移动终端从重叠区域中的1xEV基站接收的功率低于某个阈值而不是满足等式(2A)和(2B)的条件的时候调用重定向，而所述等式的条件表示的则是从底层3G-1X系统的基站接收到的功率以及移动终端当前的1xEV发射功率大于固定阈值。支持本发明所用第二条件的核心概念在于为了将边界重叠基站的覆盖范围增至最大，移动终端不应该在有必要从重叠1xEV系统进行重定向并切换至底层3G-1X系统之前进行这种操作，也就是说，只有在出现这样一种即将来临的危险，即在附近底层3G-1X基站上接收的相邻信道功率开始干扰所述底层基站上出现的实际信号的时候，才应该对移动终端进行重定向和切换。然而根据电磁交互作用的原理，当移动终端足够接近底层3G-1X基站而可以通过相邻信道干扰所述基站的时候，对在下行链路信道上从底层系统中同一基站进行接收的移动终端来说，所述终端测量到的功率还是很大。此外，当移动终端与重叠区域中的边界1xEV基站进行通信时，其对附近底层3G-1X基站造成的相邻信道干扰与相邻频带中移动终端所使用的发射功率成正比，因此在条件(2A)中还考虑到了移动终端的当前发射功率。
从实际实施方式的角度来看，应该指出，在任何一种混合型1xEV/3G-1X移动终端中都可以同时测量接收功率MRx1xEV和MRx3G-1x。这是因为在空闲模式中，移动终端以一种时间复用方式来监视这两个载波。而在时隙化的空闲模式操作中，移动终端将会“休眠”，然后在预定间隔醒觉以便监视1xEV载波，此后则恢复“休眠”，然后则再次醒觉并重新调谐，以便监视3G-1X载波等等。同样，在一个1xEV数据呼叫的过程中，移动终端通过周期性地跳变到3G-1X载波来检查输入的语音呼叫，由此可以在这两个载波上进行几乎同时的信号特性测量。
等式(1)定义的功率比较可以基于每个载波频段中的总的接收功率而以这样一种简明方式执行，其中所有CDMA移动终端都会连续地设法进行(do for)功率控制、切换或其他过程。然而，即使两个不同载波来自重叠区域中的同一天线集，关于所述两个不同载波的发射功率和传播损耗也有可能是不同的，因此在这里提出了若干警告。
在1xEV和3G-1X基站的操作中，即时和平均的总发射功率是随负载即活动用户数目和/或基站发射的数据量而变化的。然而在1xEV情况中，基站在一个固定的最大功率上间歇发射导频(时间复用)；在3G-1X情况中，基站则以大约15％(-7dB)的最大基站功率连续发射一个导频(码复用)。在这两种情况中，可以基于测定的总接收功率(出于功率控制目的而对其进行了测量)和与信噪比相似的参数Ec/Io(出于切换目的，为移动终端可以“看到”所有导频例行计算所述参数)来计算导频功率。因此，从实用的角度来看，等式(1)、(2A)和(2B)中的接收功率MRx1xEV和MRx3G-1x可以用那些从1xEV和3G-1X基站接收的可比导频功率值来代替。以下等式描述的是从移动终端测定的总接收功率中计算(以dB为单位)接收导频功率。
MRX1xEV或3G-1x＝Total_MRX1xEV或3G-1x-Ec/Io(3)如上所述，Ec/Io是与信噪比相似的导频信号量度。对1xEV的情况而言，所有Ec/Io值都是对应于服务导频的，在3G-1X系统中，所述值对应于最佳导频或是移动终端应该重定向的基站的候选导频。
虽然对在移动终端接收的信号所进行的纯导频功率测量解决了与可变的总基站发射功率有关的问题，但是在测量这些功率中却出现了一个附加问题，所述问题源于这样一个事实，即使一个信号是在两个相邻且通过相同天线发送的不同频率上发射的，所述信号也有可能具有不同的路径损耗，由此移动终端是以不同的功率电平来接收所述信号的。通常存在三种主要的路径损耗成分依赖于距离、阴影和快衰落。然而，只有快衰落效应才会在相邻载波上存在明显不同。通常，在大小约为1秒的间隔上对功率测量求取平均值将会减轻快衰落的影响，这一点对移动很慢的终端而言也是成立的。然而，在一个混合型1xEV/3G-1X终端中，可用于在3G-系统上进行实际测量的间隔非常短(例如数十毫秒，所述间隔依赖于终端的实施方式以及是否支持快速寻呼信道)并且相对间隔得比较远(例如每隔1到5秒一次，这依赖于运营商为其网络选择的时隙循环索引)。在移动终端空闲时，对1xEV操作所进行的功率测量来说，相似的情况也同样存在。然而，当移动终端在1xEV操作中连接到一个高速数据呼叫时，基站功率测量将是连续的并且这些测量的可靠性很高。
快衰落有可能会导致移动终端在没有必要切换的时候进行切换或是在有必要切换的时候却未能切换，为了避免由其引起的功率测量易变性，在这里可以使用多种解决方案。举例来说，如果移动终端处于空闲模式并且在时隙化操作中进行的功率测量表明接近于满足条件(1)和(2B)，那么移动终端会在1xEV系统上花费零点几秒的时候来测量系统功率，随后则切换到3G-1X系统并且执行相同的操作，如果在所述量度更为可靠的时候进行接入尝试，则所述移动终端将会确定与哪一个系统建立数据连接。在空闲模式中需要附加的几秒时间来执行这些测量，这些时间不会对服务造成不利影响。如果在接近于满足(1)和(2A)时，移动终端处于与重叠1xEV系统相连的状态而不是空闲状态，那么移动终端可以关闭发射机并且切换到3G-1X操作，以便更可靠地测量接收3G-1X功率，然后如果必要的话，一旦功率测量的可信度足够高，则移动终端将会执行重定向。由于数据传送总是会中断若干秒，因此，如果确实需要进行重定向，那么在3G-1X系统上执行这个附加测量步骤所需要的额外开销是可以忍受的。然而，如果3G-1X系统上的附加测量表明不应该执行从重叠1xEV系统到底层3G-1X系统的重定向，则会不必要地中断数据传送，这一点是非常不利的。尽管如此，通过选择足够高的阈值δ，可以减低发生这种情况的可能性。
相对于等式(1)中确定阈值δ的值而言，如果将导频测量用作接收功率MRx而不是实际接收载波功率的一个量度，那么如上所述，MRx1xEV通常要比MRx3G-1x大7dB，其中有若干dB是作为一个用于说明基站发射机、电缆/天线区别、移动接收功率测量的最终不准确度的余量而被添加的。这将会在-3到-5dB的范围中产生一个可接受的δ。除此之外，根据移动终端上执行的实际平均运算，还可以添加一个用于说明快衰落差值的附加余量。
在这里描述了一种用于为上述1xEV/3G-1X边界情况计算在等式(2A)和(2B)定义的第二条件中使用的计算阈值Θ的示范性方法。如果MTX1xEV表示1xEV模式中的混合型1xEV/3G-1X移动终端的发射功率，Ant_Gain表示基站发射/接收和移动天线的组合增益，Path_Loss3G-1x表示混合型移动终端与3G-1X基站接收机之间的路径损耗，那么3G-1X基站从附近的混合型移动终端接收的寄生功率BTSRx1XEV→3G-1x是如下给出的BTSRx1xEV→3G-1x＝MTx1xEV+Ant_Gain-Path_Loss3G-1x-ACSBTS(4)其中ACSBTS是3G-1X基站的相邻信道抑制。由于ACSBTS以及移动终端的相关相邻信道抑制较少依赖于接收滤波器的实际实施方式，但却更多依赖于有意向相邻频带溢出的CDMA波形，因此ACSBTS以及移动终端的相关相邻信道抑制通常处于20～25dB这个范围中。这样一来，在所有那些基于IS-95的CDMA系统，一个系统通常具有ACSBTS≈20到25dB (5)根据电磁相互作用的原理，处于3G-1X模式的移动终端所接收的总功率或导频功率MRx3G-1x是用以下等式给出的MRx3G-1x＝BTSTx3G-1x+Ant_Gain-Path_Loss3G-1x(6)其中BTSTx3G-1x是底层3G-1X基站发射的总功率或导频信号功率。根据等式(4)和(6)，可以将3G-1X基站上来源于工作在1xEV模式的移动终端的相邻信道干扰功率估计为BTSRx1xEV→3G-1x＝MTx1xEV+MRx3G-1x-BTSTx3G-1x-ACSBTS(7)其中BTSTx3G-1x既可以是总的发射功率，也可以是所发射的导频功率，这取决于是否使用等式(3)。假设大多数基站都具有范围在42～43dBm的最大发射功率，并且所述导频处于最大功率之下-7dB的电平，则通常有BTSTx3G-1x≈35～36dBm(8)如果与正常热噪声功率相比，相邻信道干扰功率BTSRx1XEv→3G-1x足够高，那么底层3G-1X基站的覆盖范围将会开始缩小。BTSRx1xEV→3G-1x的合理容许值是一个导致基站灵敏度降低εdB的值，其中希望得到ε最大值约为ε≈1dB (9)基站上的正常噪声功率是由大小为-113dBm的理论热噪声电平给出的，并且是由基站噪声系数NF增大的。因而可以通过以下等式来计算干扰的最大电平10(-113+NF)/10+MRx1xEV→3G-1x＜10(-113+NF+ε)/10(10)在大多数基站中，噪声系数的数量约为5dB，也就是说，NF≈5dB (11)如果保持以下条件，则可以借助于等式(7)来防止干扰MTx1xEV+MRx3G-1x-BTSTx3G-1x-ACSBTS＜10×log10{10(-113+NF+ε)/10-10(-113+NF)/10} (12)所述等式可以写成MRx3G-1x+MTx1xEV＜Θ0(13)其中将Θ0定义为Θ0＝10×log10{10(-113+NF+ε)/10-10(-113+NF)/10}+BTSTx3G-1X+ACSBTS(14)举例来说，通过使用来源于等式(5)、(8)、(9)和(11)的值，Θ0≈-55dBm。对最大功率为23dBm的标准的1xEV移动终端来说，空闲阈值Θ1大约是在-78dBm，实际应用中可以将其四舍五入为-80dB。因此，条件(2A)和(2B)的一种实施方式可以是如果处于连接，则MRx3G-1x+MTx1xEV＞-55dBm (17A)如果空闲，则MRx3G-1x＞-80dBm (17B)假定1xEV发射功率通常很接近其最大值，那么可以在只有少许性能恶化的情况下，将空闲模式阈值(17B)用于空闲状态以及连接到数据呼叫的时候，也就是说MRx3G-1x＞-80dBm (18)即为可以在空闲和连接的操作模式中使用的第二条件。
图2的流程图概括说明了为确定是否自主转换载波频率并从1xEV重叠区域基站切换到3G-1X底层区域基站而在移动终端上连续执行的步骤。在步骤201，当移动终端处于1xEV重叠区域并处于开启状态时，它以常规方式来使用一个优选漫游列表，从而捕获1xEV和3G-1X系统，此外还探测相应的1xEV和3G-1X载波，其中所述载波通常在频率上是相邻的。如先前所述，虽然处于空闲模式，但是所述移动终端可以在1xEV载波和3G-1X载波之间来回跳转，由此能在各个载波上执行接收功率的测量。同样，虽然移动终端是连接在数据呼叫上，但是它会周期性地跳转到3G-1X载波，由此允许在所述载波上进行接收功率测量。因此在步骤202，无论处于数据呼叫还是空闲状态中，移动终端都会在1xEV载波上测量接收功率MRx1xEV并且在相邻的3G-1X载波上测量接收功率MRx3G-1x，此外如果处于数据呼叫中，则移动终端将会确认其自身的发射功率值TRx1xEV。如上所述，其中每一个接收功率测量都可以是移动终端从基站接收的实际总功率或基站发射的导频信号接收功率中的那些功率。如先前所述，对于后者的测量解决了与依赖于负载的基站发射功率有关的问题。同样，也可以使用先前所述的方式来执行这些测量，从而减轻快衰落的影响。在步骤203中，判定MRx3G-1x与MRx1x-EV之间的差值是否大于阈值δ(条件[1])。如果不大于所述阈值，则所述处理返回步骤202，以便等待下一次接收功率测量。如果在步骤203中满足了等式(1)定义的第一条件并由此表明移动终端处在边界之上，则在步骤204中判定移动终端当前是否正在进行数据呼叫。如果正在进行数据呼叫，则在步骤205中判定MRx3G-1x与MTx1xEV之和是否大于阈值Θ0(等式[2A])。如果满足了等式(1)和(2A)定义的两个条件，那么在步骤206，移动终端转换载波频率，此外还重定向并切换到底层区域中的3G-1X基站。如果在步骤205中并未满足等式(2A)定义的第二条件，则处理返回步骤202，以便等待下一次接收功率测量。如果在步骤204中确定移动终端没有进行数据呼叫，则在步骤207中判定MRx3G-1x是否大于阈值Θ1(等式[2B])。如果满足了等式(1)和(2B)定义的第一和第二条件，则在步骤208中将移动终端重定向并切换到底层区域中的3G-1X基站。如果在步骤207没有满足等式(2B)定义的第二条件，则处理返回步骤202，以便等待下一次接收功率测量。如先前所述，在一个实际系统中，可以将发射功率MTx1XEV视为一个常数并且将其与阈值Θ0相结合，由此使之等于阈值Θ1。这样一来就可以取消步骤204、207以及208。
如较早时所指，可以通过求取更长测量周期上的接收功率量度的平均值来提高功率测量的可信度，也可以在确定同时满足两个条件并且重定向和切换生效之前通过进行附加的功率测量来提高所述可信度。
如较早时所指，本发明的实施例可以在第二代或第三代(2G/3G)系统中使用，其中在重叠区域使用了一个处于频率Fn的附加载波来缓解具有载波频率F1、F2、......、Fn-1的底层区域的容量问题，其中载波Fn-1与Fn彼此是相邻的。因此，可以通过应用上述方法来提供一种比当前使用的MAHHO机制更为优越的改进的切换机制。
对这个用于单一技术的多载波部署方案的实施例来说，与上述等式(1)和(2A)所定义的条件相等价的条件是MRxFn-1-MRxFn＞ΔdB (19)以及
MRxFn-1+MTxFn＞ψdBm (20)等式(19)定义的第一条件表明，在工作在重叠区域的移动终端上，当来自底层区域中工作在载波Fn-1上的基站在移动终端上的接收功率比来自重叠区域中工作在相邻载波Fn上的基站的接收功率高出ΔdB以上的时候，则应对所述移动终端进行重定向。当移动终端处于重叠区域时，在这两个载波频率上接收的功率应该是相似的，它们来自工作在这两个载波频率上并通常以相同功率电平来发射这两个载波的单个基站。然而，当移动终端处于重叠覆盖区域边界时，这两个信号很可能来自两个不同的基站，其差值也会大于通常预期的差值。
等式(20)定义的第二条件表明，在移动终端上，当来自重叠区域中工作在Fn-1的基站的接收功率与移动终端在载波Fn上发射的功率之和超出了大小为ψdBm的阈值时，则应该进行重定向。这些条件不但可以在连接到一个呼叫的时候使用，而且还可以在空闲的时候应用。当前，2G/3G系统还具有其他适当的方法来确保空闲移动站的重定向，例如借助于开销信道上发射的信道列表消息。
与先前描述的1xEV/3G-1X重叠实施例中一样，使用总的接收功率来确定是否存在这两个条件是以依赖于负载的基站发射功率为条件的。因此也可以改为使用导频功率测量。然而，对单系统多载波的重叠系统而言，与1xEV/3G-1X的重叠实施例不同，在从同一基站发送导频的时候，导频功率将是相同的。由此可以将大小约为几个分贝(dB)的Δ用于等式(19)中定义的第一条件。移动制造商可以为Δ确定一个实际值，其中所述Δ包含了一个关于快衰落效应的附加余量，所述余量依赖于取平均值机制的实施方式以及移动终端本身的功率测量精度。此外，与第一实施例中一样，可以通过求取更长测量周期上的接收功率量度的平均值来提高功率测量的可信度，此外也可以在确定满足这两个条件以及重定向和切换生效之前通过执行附加功率测量来提高所述可信度。
通过使用相同的数值，可以使用上文中用于确定等式(2A)中所用阈值Θ0的值的示范性方法来确定等式(20)中使用的阈值ψ。然而应该指出，与移动终端在一个实际恒定的最大功率电平上进行发射的1xEV数据呼叫所不同，对语音呼叫来说，在许多重叠边界区域中，移动终端的发射功率有可能明显低于最大值。因此，如果在等式(20)中使用的是实际移动发射功率MTxFn而不是恒定的最大发射功率，那么，由于不会出现过早切换到底层系统的情况，因此可以实现改进的性能，从而扩展重叠区域中的边界基站覆盖范围。然而，对第二条件来说，也可以在等式(20)中使用恒定的发射功率，由此在带有某种程度的不良后果的情况下在有必要进行切换和重定向之前更早地切换和重定向到底层系统，从而避免干扰底层系统中的基站。
与移动终端通过确定等式(1)、(2A)和(2B)定义的条件来自主转换频率并切换到底层系统的1xEV/3G-1X的实施例不同，在单一系统的实施例中，这些条件很可能是由重叠区域中的边界基站在与移动终端进行呼叫的时候确定的。因此，移动终端会将分别处于频率Fn和Fn-1的接收功率测量MRxFn和MRxFn-1以及发射功率MTxFn报告给边界基站。然后，边界基站使用等式(19)和(20)定义的第一和第二条件来确定是否向移动终端发布一个切换定向(handoffdirection)消息，以便将其频率从Fn转换成Fn-1并且将其切换到底层区域中的基站。尽管在移动终端处于空闲模式的时候，通过恰当修改等式(20)也可以使用这两个条件，但是当前可用的方法同样可以在空闲模式中使用。
图3概括描述了重叠区域中的基站为了确定是否向一个参与重叠区域中的语音呼叫并在载波Fn上工作的移动终端发射一个重定向命令而执行的步骤。在步骤301，边界基站在一个呼叫中将一个消息发射到移动终端，以便向其告知它应该何时以及每隔多长时间在载波频率之间跳变并在这些频率上测量接收功率。在步骤302，基站在一个正在进行的呼叫中经由业务信道从移动终端接收MRxFn、MRxFn-1以及TRxFn的当前功率量度。在步骤303中判定MRxFn-1与MRxFn之间的差值是否大于阈值ΔdB。如果不是，则所述处理返回步骤302，以便等待从移动终端接收后续的周期性发射功率量度。如果所述差值大于所述阈值ΔdB，则在步骤304中判定是否MRxFn-1与MTxFn之和大于阈值ψdBm。如果不是，则所述处理返回步骤302，以便等待从移动终端接收后续功率量度。如果大于ψdBm，则满足这两个条件并且移动终端的上行链路信号有可能干扰底层区域中附近基站的反向信道。因此，在步骤305，基站将一个重定向命令发射到移动终端，以便指引所述终端将载波频率从Fn转换成Fn-1并且将移动终端切换到底层区域中的基站。
尽管在这里是结合具体的多系统1xEV/3G-1X系统以及单载波2G/3G系统来进行描述的，但是本发明可以在没有连续使用载波并有可能存在远近效应的任何类型的语音、数据或语音数据移动通信系统中使用。此外，在等式(1)、(2A)、(2B)、(19)和(20)中使用的示范性阈值判定只是为了例证结合所述假设所描述的具体系统。本领域技术人员可以根据应用了所描述条件的系统来确定适当的阈值。
上文仅仅描述了本发明的原理。可以预见，虽然这里并未明确描述或显示，但是本领域技术人员能够设计出多种实现本发明原理并包含在本发明精神和范围以内的方案。此外，这里叙述的全部实例和有限制的语言主要用于教学目的，以便帮助读者理解发明人为了促进技术而贡献的本发明的原理和概念，本发明的原理和概念则视为并不局限于这种具体说明的实例和条件。此外，在这里描述的关于本发明原理、方面和实施例及其特定实例的所有叙述旨在包含本发明结构和功能上的等价物。另外，这种等价物意欲包含当前已知的等价物和以后将会开发的等价物，即那些开发出来用于执行相同功能的任何部件，而不管其结构怎样。
本领域技术人员还应该理解，这里的框图表示的是实施本发明原理的概念视图。此外还可以了解，这些流程图表示的是不同的处理，无论是否明确显示了计算机或处理器，这些处理实质上都可以在计算机可读介质中提供并由计算机或处理器执行。
在权利要求中，任何表述成用于执行特定功能的装置的部件旨在包含执行所述功能的任何方法，举例来说，其中包括a)执行功能的电路元件组合或者b)与通过执行所述软件来实现功能的适当电路相结合的任何形式的软件，由此其中包含了固件、微指令等等。这些权利要求定义的发明归于这样一个事实，由不同的所列举装置提供的功能是以一种权利要求所要求的方式组合和汇集在一起的。申请人因此将任何那些可以提供这些功能的装置都视为是这里所显示的装置的等价物。
权利要求
1.一种移动终端(105)上的方法，所述移动终端可以在第一载波频率上与处于一个重叠在底层区域之上的区域中的基站(102)进行操作，其中所述底层区域包括一个或多个工作在相邻载波频率上的基站(107，108，109)，所述方法的特征在于包括以下步骤如果移动终端正在进行发射，那么，如果相邻载波上的接收功率的幅度与移动终端在第一载波上的当前发射功率的幅度之和表明，当移动终端在第一载波上进行发射的时候，底层区域中的基站从移动终端接收的功率可能会干扰到底层区域中的基站操作，则将移动终端转换到相邻载波并且将其重定向到底层区域的一个基站(107)。
2.权利要求1的方法，其中只有相邻载波上的接收功率幅度与第一载波上的接收功率幅度的差值表明移动终端接近重叠区域边界的时候，才会将移动终端转换到相邻载波并且将其重定向到底层区域的一个基站。
3.权利要求2的方法，其中移动终端是一个混合型1xEV/3G-1X终端，重叠区域是一个1xEV服务区域，底层区域是一个3G-1X服务区域，第一载波频率是一个用以在1xEV服务区域中提供高速数据业务的频率，相邻载波频率则是一个用以在底层区域中提供3G-1X语音和低速数据业务的频率，如果来自底层3G-1X服务区域的基站的接收功率幅度与来自重叠的1xEV服务区域的基站的接收功率幅度之间的差值大于一个第一预定阈值，这表明移动终端处于1xEV服务区域的边界上，并且在移动终端进行发射的情况下，如果来自底层3G-1X服务区域的基站的接收功率幅度与来自重叠的1xEV服务区域的基站的第一载波功率上的移动终端的当前发射功率幅度之和大于一个第二预定阈值，这表明在移动终端在第一载波频率上进行发射的时候，底层3G-1X服务区域中的基站从移动终端接收的信号功率将会干扰3G-1X服务区域中的基站的操作，如果同时出现这两种情况，则对移动终端进行转换并且将其重定向到底层3G-1X服务区域中的基站。
4.权利要求2的方法，其中如果移动终端处于空闲状态并且没有进行发射，那么，如果在相邻载波上的接收功率幅度表明，当移动终端开始在第一载波上进行发射的时候，底层区域中的基站从移动终端接收的功率有可能会干扰底层区域中所述基站的操作，则将所述移动终端转换到相邻载波并且将其重定向到底层区域中的所述基站。
5.权利要求2的方法，其中当移动终端正在进行发射的时候，为了确定底层区域中的基站从移动终端接收的功率是否干扰底层区域中所述基站的操作，将移动终端的最大发射功率用作移动终端的当前发射功率。
6.权利要求4的方法，其中当移动终端空闲的时候，为了确定移动终端在开始发射的时候，底层区域中的基站从移动终端接收的功率是否干扰底层区域中的基站操作，使用移动终端的最大发射功率。
7.权利要求2的方法，其中第一载波上的接收功率幅度与相邻载波上的接收功率幅度是通过分别测量从重叠区域中的基站接收的导频信号接收功率以及从底层区域中的基站接收的导频信号接收功率来加以确定的。
8.权利要求7的方法，其中在确定移动终端应该转换频率并且重定向到底层区域中的基站之前，所述移动终端将会求出多个接收功率幅度测量的平均值。
9.一种基站(102)上的方法，所述基站可以在第一载波频率上结合至少一个移动终端(105)来进行操作，所述基站处于一个重叠在底层区域之上的区域之中，其中所述底层区域包括一个或多个工作在相邻载波频率上的基站(107，108，109)，所述方法的特征在于包括以下步骤如果移动终端从底层区域中的基站在相邻载波上接收到的移动终端的接收功率值与接收到的移动终端的发送功率值的总和的幅度表明当移动终端在第一载波上进行发射时，底层区域中的基站从移动终端接收的功率有可能干扰底层区域中的基站的操作，则将一个重定向命令发送到移动终端，以便将其载波转换到相邻载波并且将其重定向到底层区域中的基站。
10.权利要求9的方法，其中只有在相邻载波上接收的移动终端的接收功率值的幅度与在第一载波上接收的移动终端接收功率值的幅度之间的差值表明移动终端接近重叠区域边界的时候，基站才会向移动终端发送重定向命令。
全文摘要
为了避免干扰底层区域内部基站的反向链路，本发明所描述的方法确定何时对一个仍在相邻载波上与重叠区域中的边界基站进行通信同时还处于底层区域的基站覆盖区域中的移动终端执行重定向和切换。所述方法确定应该在同时满足以下条件的时候进行针对所述基站的重定向和切换(1)在下行链路上从底层区域中的基站接收的功率比在下行链路上从重叠区域内部的边界基站接收的功率高出了一个第一预定阈值，这表明移动终端处于重叠区域的边界；以及(2)在下行链路上从底层基站接收的功率与移动终端发射到重叠区域内部基站的功率之和大于一个第二预定阈值，这表明底层区域中的基站从正在发射的移动终端接收的功率可能干扰所述基站的操作。
文档编号H04B7/26GK1541025SQ20041003691
公开日2004年10月27日 申请日期2004年4月21日 优先权日2003年4月22日
发明者弗拉丹·乔万诺维克, 弗拉丹 乔万诺维克 申请人:朗迅科技公司