专利名称：一种码分多址系统及基于该码分多址系统的软切换方法
技术领域：
本发明涉及到码分多址(CDMA)移动通信技术领域，特别涉及到一种容灾设计的CDMA系统以及基于该码分多址系统的软切换方法。
背景技术：
CDMA系统主要包括移动台(MS)、基站(BS)、移动交换中心(MSC)、外部网络和负责移动性管理的功能实体几部分。其中，MS的主要功能是在用户端终止无线电波的传播路径，并且确保用户能够通过网络获得服务，它与BS通过Um接口相连接；BS的主要功能是结束无线电波传播路径并连接到MSC，它与MSC之间的接口为A接口；MSC负责来自无线网络用户和有线网络或其他无线网络之间业务的转换；负责移动性管理的功能实体主要进行MS的移动性管理，它主要包括归属位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)以及鉴权中心(AC)等等；而外部网络主要是指公共交换电话网(PSTN)和综合业务数字网(ISDN)等等。
在上述的CDMA系统的功能实体中，BS经常被分割安装到基站控制器(BSC)和基站收发信机(BTS)中。其中，BTS由配置在同一位置的一个或者多个收发信机组成，它们在网络端结束无线电波传播路径，而BSC是对一个或多个BTS进行管理和控制的系统，BTS和BSC之间的接口为Abis接口。在通常情况下，一个BSC和一个或者多个由它管理和控制的BTS组成基站子系统(BSS)。图1为CDMA系统的BSS子系统结构示意图。如图1所示，BSS于系统中的BSC可以通过Abis接口和多个BTS相连。在实际的系统设计中，BTS可以和BSC放置在一起，也可以单独放置。
如图1所示的BSS子系统，在发生灾害或者战争的情况下，很容易由于BSC故障或者BSC与BTS之间的链路故障，导致BSS子系统整个或者部分通信的中断。因此，为了提高CDMA系统的可靠性，需要对CDMA系统进行容灾设计，使得该CDMA系统无论在正常情况下或者在发生故障的情况下都能正常通信，正常进行软切换。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种容灾设计的CDMA系统，该CDMA系统在任何情况下、任何时间都能保证正常通信，提高CDMA系统的可靠性。
本发明所述的CDMA系统包括一个以上的BSS子系统，所述的BSS子系统包括一个BSC以及一个或者一个以上BTS，其中，每个BTS均与两个或者两个以上的BSC相连接。
本发明还公开了一种基于上述CDMA系统的软切换方法，应用本发明所述的方法，可以在任何情况下、任何时间保证MS软切换的正常进行。
本发明所述的CDMA系统中的软切换方法，将每个BTS均与两个或两个以上的BSC相连接，其中，每个BSC均预先为与之连接的BTS配置不同的伪随机码(PN)偏置，并且，配置给相邻BTS的所有PN偏置均不同。所述的软切换过程包括a、MS根据对所有BTS导频信道强度的测量结果，向与之建立连接的BSC发送携带有有待加入移动台激活集的相邻BTS的PN偏置信息的导频强度测量消息(PSMM)；b、收到步骤a所述PSMM的BSC，根据消息中携带的相邻BTS的PN偏置，判断该PN偏置对应的BTS是否为本BSC管理的BTS，如果是，则该MS执行BSC内部软切换；否则，该MS执行BSC之间的软切换。
本发明所述软切换方法进一步包括每个BSC对其管理的每个BTS分别配置一个PN相邻关系列表，并且该PN相邻关系列表包含所有BSC为相邻BTS配置的所有PN偏置。
另外，步骤b所述执行基站控制器内部软切换进一步包括所述基站控制器在待加入移动台激活集的基站收发信机上为所述移动台分配一个前向业务信道。
步骤b所述执行基站控制器之间软切换进一步包括所述要切换到的基站控制器在待加入移动台激活集的基站收发信机上为所述移动台分配一个前向业务信道。
由此可以看出，在本发明所述的CDMA系统中，每个BTS至少和两个BSC相连接，任何时候，每个BTS只是工作在一个BSC下。这两个或者多个BSC之间互为备份，而且同时可以各自承担业务。当某个BSC或者BSC与BTS之间的链路发生故障时，受故障影响的BTS可以倒换到与之相连的其他BSC上，保证CDMA系统的正常运行，提高了系统的可靠性。
另外，在本发明所述的基于上述CDMA系统的软切换方法中，该CDMA系统的每个BSC均预先为与之相邻的所有BTS配置了不同的PN偏置，BSC可以根据BTS的PN偏置识别该BTS当前由哪个BSC管理和控制，从而保证MS的软切换可以在任何情况下都能正常进行。
图1为CDMA系统的BSS子系统结构示意图；图2为本发明所述的1+1备份的BSS子系统结构示意图；图3为本发明所述的伪随机码偏置配置示意图；图4为本发明所述的软切换方法的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明所述的CDMA系统以及基于该CDMA系统的软切换方法作进一步的详细说明。
为了避免由于BSC故障或者BSC和BTS之间的链路故障而导致的BSS子系统整个或者部分通信中断，本发明所述的容灾设计的CDMA系统采用了备份BSC的网络结构。即在本发明所述的CDMA系统中，每个BTS至少和两个BSC相连接，连接到同一个BTS的BSC都处于工作状态，并且互为备用。其中，如果每个BTS均和两个BSC相连接，则该BSS采用了1+1备份的方式。如果每个BTS和多于两个的BSC相连接，如n+1个，则该BSS采用了1+n备份的方式。
在这种采用备份BSC的CDMA系统进行系统配置时，BTS将配置主备用链路，即将其中一条与自身相连的链路配置为主用链路，主用链路上的BSC为该BTS的主用BSC；而其余的链路为备用链路，备用链路上的BSC为备用BSC。这样，在系统正常的情况下，仅主用链路处于激活状态，备用链路并不工作；而在主用BSC发生故障，或者主用链路发生故障的时候，该BTS将去激活主用链路，激活备用链路，完成主备链路的自动倒换，由备用BSC完成对它的管理和控制，保证受故障影响的BTS仍可以正常通信。
图2为本发明所述的1+1备份的BSS结构示意图。参考图2，BTS1、BTS2、BTS3和BTS4都同时与BSC1及BSC2相连接，即每个BTS和BSC1、BSC2都有链路连接。如图2所示，图中的实线表示主用链路，而虚线表示备用链路。这样，在系统正常的情况下，BSC1、BSC2通过实线所示的主用链路对BTS1、BTS2以及BTS3、BTS4分别进行管理和控制。此时，只有主用链路是激活状态，而虚线所示的备用链路并不工作。在BSC或者BSC与BTS之间的链路发生故障时，BTS将去激活主用链路，激活备用链路，完成主备链路的自动倒换，由备用的BSC实现对该BTS的管理和控制。例如，参照图2，如果BSC1发生了故障，BTS1和BTS2将去激活实线所示的主用链路，而激活虚线所示的备用链路，这样，BSC2就可以通过备用链路对BTS1和BTS2进行管理和控制。如果只是BSC1和BTS2之间的链路发生了故障，BTS2将去激活主用链路，而激活与BSC2的备用链路，这样，BTS2就可以通过备用链路接受BSC2的管理和控制，而BTS1仍然工作在BSC1。
如上所述，本发明所述的容灾设计的BSS网络结构并不限于图2所示的1+1备份的方法，还可以采用上述1+n的备份方法。此时，每个BTS具有一个主用链路，n个备用链路。这样，即使在与一个BTS相连接的n个BSC或者n条链路都发生故障的情况下，仍能保证该BTS的正常通信，更大限度的提高了系统的可靠性。
需要说明的是，系统的可靠性往往是通过牺牲系统的容量来换取的。例如，为了保证在发生故障的情况下，倒换到备用BSC的BTS可以正常工作，备用的BSC就要为这些BTS预留一部分的资源，即使在正常的情况下，这部分资源也是不能被占用的，所以，采用备份方式时的系统容量要比没有备份时的系统容量小。因此，在实际的系统设计中，需要综合考虑系统的可靠性和系统容量两个因素。通常情况下，由于1+1备份系统已经可以提供很好的系统可靠性，在实际的系统设计中，通常采用1+1备份方式就可以达到系统的可靠性要求。
在本发明所述的采用备份BSC的CDMA系统中，BSC或者BSC与BTS之间链路的故障检测是由BTS来进行的。所述检测故障的方法为心跳检测机制，即BTS通过Abis接口上的操作维护链路(OML)定时发送检测握手信息给与之相连的BSC，如果连续多次发送的握手信息都没有回应，则表示该BSC或者该BSC与该BTS之间的链路发生了故障。在这种情况下，BTS可以自动去激活主用链路，激活备用链路，完成主备用链路的自动倒换。
如上所述，在某个BSC发生故障或者BSC和BTS之间的链路发生故障的时候，本发明所述的对BSS进行备份的方法可以将受到故障影响的BTS倒换到正常工作的备份BSC，保证该BTS仍然可以正常通信，提高CDMA系统的可靠性。
但是，在上述采用备份BSC的CDMA系统中，由于故障的检测和主备用链路的倒换均是由BTS来实现的，在BTS倒换到备用链路的时候，其主用的BSC并不能及时获得BTS的倒换信息；并且，在软切换的过程中，MS上报给BSC的软切换测量消息也无法指示该MS将要切换到的BTS当前受到哪个BSC的控制，所以，该BSC可能无法判断BTS的真实位置，导致软切换过程不能正常进行。
因此，为了保证上述采用BSC备份的CDMA系统的软切换正常进行，在软切换过程中，管理MS当前所在小区的BSC必须知道该MS将要切换到的BTS当前所在的真实位置，即该BTS当前由哪个BSC进行管理和控制。
在现有的技术中，BSC通过为每个BTS配置不同的PN偏置来区别不同的BTS。并且，在软切换的过程中，BSC是通过MS上报PSMM所携带的BTS的PN偏置来查找该BTS的位置，并进行相应的软切换操作的。基于此，在本发明所述采用备份BSC的CDMA系统的配置过程中，就可以通过为每个BTS设定两个或者多个PN的偏置来标识该BTS当前由哪个BSC进行管理和控制。
图3为本发明所述的伪随机码偏置的配置示意图。如图3所示，在系统配置时，每个BSC为每个与之连接的BTS都设置了不同的PN偏置，所以这些PN偏置能够唯一标识不同的BTS，并且不同的BSC为它们共同管辖的BTS设置的PN偏置各不相同，故此，这些PN偏置也唯一的标识了管理BTS的不同的BSC。那么，通过该BTS当前使用的PN偏置，一方面可以标识该BTS本身，另一方面可以标识该BTS当前是由哪个BSC进行管理和控制的。例如，参照图3，BSC1配置BTS1、BTS2……BTSm的PN偏置分别为PN11、PN12……PN1m；BSC2配置BTS1、BTS2……BTSm的PN偏置分别为PN21、PN22……PN2m；而BSC3配置BTS1、BTS2……BTSm的PN偏置分别为PN31、PN32……PN3m；……。其中，每个PN偏置都唯一确定了一个BTS和管理该BTS的一个BSC。当系统正常时，BTS将使用主用BSC配置的PN偏置，来唯一标识自己以及主用的BSC，而当系统发生故障时，受故障影响的BTS将倒换到备用的BSC，备用BSC将重新配置该BTS的PN偏置，此时该BTS将使用备用BSC配置的PN偏置来唯一标识自己以及备用的BSC。由于BTS在某一时刻只和一个BSC进行通信，因此每个BTS在某一时刻只使用一个PN偏置。
需要说明的是，为了区别不同的BTS，同时区别当前管理该BTS的BSC，配置给相邻BTS的所有PN偏置均不同。
另外，现有技术中，CDMA系统在进行配置时，每个BSC需要以其管理的每个BTS为对象建立对应该BTS的PN相邻关系列表，所述列表存储在每个BSC中。每个BSC在每个BTS的PN相邻关系列表中标识该BSC配置给该BTS的PN偏置与所有与该BTS相邻的BTS的PN偏置相邻。这样，在软切换的过程中，BSC就可以根据MS上报的PSMM消息中携带的PN偏置在当前管理该MS的BTS的PN相邻关系列表中查找得到MS将要切换到的BTS，从而进行相应的软切换操作。
由于本发明所述的方法为每个BTS都配置了两个或者两个以上的PN偏置，因此，在本发明所述的方法中，每个BSC还需要重新配置由其管理的所有BTS的PN相邻关系列表。所述配置BTS的PN相邻关系列表的方法为每个BSC对其管理的每个BTS建立对应该BTS的PN相邻关系列表，并在所建立的每个PN相邻关系列表中，标识由该BSC配置给该BTS的PN偏置与所有BSC配置给与该BTS相邻的BTS的PN偏置相邻。
例如，在本发明所述的PN偏置配置方法中，参照图3，BTS1和BTS2相邻，且PN12、PN22、PN32……均是BTS2的PN偏置，因此BSC1在配置BTS1的PN相邻关系列表时，需要同时标识PN12、PN22、PN32……和PN11相邻。同样，BSC1在配置BTS2的PN相邻关系列表时，需要同时标识PN11、PN21、PN31……和PN12相邻。这样，就能保证当BTS1或者BTS2发生切换时，BSC1可以在BTS2或者BTS1的PN相邻关系列表中找到BTS1或者BTS2当前使用的PN偏置，并确定BTS1或者BTS2当前在哪个BSC的管理之下。
同理，BSC2也要使用上述方法配置BTS1和BTS2的PN相邻关系列表。
在基于上述配置方案的CDMA系统中，每个BTS可以用不同的PN偏置标识自身当前所在的BSC。这样，在软切换的过程中，BSC就可以通过MS上报的PSMM得到MS将切换到的BTS的PN偏置，并根据这一偏置在该MS当前所在BTS的PN相邻关系列表中查找得到MS将要切换到的BTS，以及该BTS的真实位置，即该BTS当前由哪个BSC进行管理和控制，并进行相应的软切换操作。
图4显示了本发明所述的软切换方法的流程。如图4所示，基于上述配置的软切换过程包括如下步骤步骤401MS进行软切换测量，搜索所有基站收发信机的导频信道并测量它们的强度，当该MS检测到某个相邻小区的导频信号强度大于导频增加门限值时，会上报PSMM给与之联系的BSC，该PSMM将携带MS期待添加到激活集的相邻小区的PN偏置；步骤402收到步骤401所述PSMM的BSC根据消息中携带的相邻BTS的PN偏置，在该BTS的PN相邻关系列表中，判断该PN偏置对应的BTS是否由本BSC管理和控制，如果该BTS由本BSC管理和控制，则执行步骤403；如果该BTS由另外的BSC进行管理和控制，则执行步骤404；步骤403该BSC在本基站子系统内建立前向业务信道，指示MS执行BSC内部的软切换，然后结束本流程；步骤404该BSC要求其它BSC在该相邻BTS上建立前向业务信道，指示MS执行BSC之间的软切换，然后结束本流程。
例如，参照图2和图3，在正常情况下，BTS1和BTS2都由BSC1进行管理和控制，BSC1配置BTS1和BTS2的PN偏置分别为PN11和PN12。当MS移动到BTS2时，MS上报的PSMM中包含的PN偏置为PN12，因此，BSC1能在BTS1的PN相邻关系列表中查找得到PN12对应的基站为BTS2，并且BTS2当前由BSC1进行管理和控制，从而该MS将执行BSC内部的软切换操作。
而如果BTS2和BSC1之间的链路发生了故障，BTS2已经倒换到备用链路，实际上BTS1和BTS2分别工作在BSC1和BSC2下，BSC1和BSC2配置BTS1和BTS2的PN偏置分别为PN11和PN22。因此，当MS移动到BTS2时，MS上报的PSMM中包含的PN偏置为PN22，BSC1能够在BTS1的PN相邻关系列表中查找得到PN22对应的基站为BTS2，并且BTS2当前由BSC2进行管理和控制，从而该MS将执行BSC之间的软切换操作。
如果BSC1发生了故障，BTS1和BTS2都将倒换到备用链路，即BTS1和BTS2均由BSC2管理和控制，BSC2配置BTS1和BTS2的PN偏置分别为PN21和PN22。因此，当MS移动到BTS2时，MS将上报PSMM消息到BSC2，并且该PSMM消息中包含的PN偏置为PN22，BSC2能够在BTS1的PN相邻关系列表识别出PN22对应的基站为BTS2，并且BTS2当前由BSC2进行管理和控制，从而该MS将执行BSC内部的软切换操作。
如上所述，本发明所述的软切换方法，为每个BTS配置两个或者多个PN偏置，来标识不同BSC。这样，在软切换的过程中，通过MS上报的PSMM中携带的PN偏置就可以得到BTS当前所在的BSC，保证在故障发生的情况下，软切换仍然可以正常进行。
以上举优选的实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述为本发明的优选实施例而已，并不用以显示本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种码分多址系统，该系统包括一个以上的基站子系统，所述的基站子系统包括一个基站控制器以及一个或者一个以上基站收发信机，其特征在于，每个基站收发信机均与两个或者两个以上的基站控制器相连接。
2.一种码分多址系统中的软切换方法，将每个基站收发信机均与两个或两个以上的基站控制器相连接，其特征在于，每个基站控制器均预先为与之连接的基站收发信机配置不同的伪随机码偏置，并且相邻基站收发信机的所有伪随机码偏置均不同，所述的软切换过程包括a、移动台根据对所有基站收发信机导频信道强度的测量结果，向与之建立连接的基站控制器发送携带有待加入移动台激活集的相邻基站收发信机伪随机码偏置信息的导频强度测量消息；b、收到步骤a所述导频强度测量消息的基站控制器，根据消息中携带的相邻基站收发信机的伪随机码偏置，判断该伪随机码偏置对应的基站收发信机是否为本基站控制器管理的基站收发信机，如果是，则该移动台执行基站控制器内部软切换；否则，该移动台执行基站控制器之间的软切换。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述软切换方法进一步包括每个基站控制器为其管理的每个基站收发信机分别配置一个伪随机码相邻关系列表，并且每个伪随机码相邻关系列表包含所有基站控制器为相邻基站收发信机配置的所有伪随机码偏置。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤b所述执行基站控制器内部软切换进一步包括所述基站控制器在待加入移动台激活集的基站收发信机上为所述移动台分配一个前向业务信道。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤b所述执行基站控制器之间软切换进一步包括所述要切换到的基站控制器在待加入移动台激活集的基站收发信机上为所述移动台分配一个前向业务信道。
全文摘要
本发明公开了一种码分多址系统，在该系统中，每个基站收发信机均与两个或者两个以上的基站控制器相连接。本发明还公开了一种基于上述码分多址系统的软切换方法，在该方法中，每个基站控制器均预先为与之相连的基站收发信机配置不同的伪随机码偏置，基站收发信机使用由当前管理该基站收发信机的基站控制器配置的伪随机码偏置来标识该基站收发信机当前由哪个基站控制器进行管理和控制。应用本发明所述的软切换方法，可以在某个基站控制器或者基站控制器和基站收发信机之间的链路发生故障的时候，保证码分多址系统的通信和软切换的正常进行，提高了系统的可靠性。
文档编号H04Q7/38GK1716832SQ200410062648
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月30日 优先权日2004年6月30日
发明者尹树成, 邓爱林 申请人:华为技术有限公司