专利名称：蜂窝系统中的无线电信道控制方法
技术领域：
本发明涉及在用于提供诸如电话服务和因特网接入服务这样的多种通信业务的蜂窝系统中的无线电信道控制方法。
背景技术：
近年来，蜂窝系统除了提供诸如电话服务和TV电话服务这样的通信业务之外，还提供诸如因特网接入服务这样的数据通信业务。在作为语音通信的电话通信中，一般通过电路交换(CS)来传送信息。在数据通信中，一般通过分组交换(PS)来传送信息。在下面的描述中，语音通信中的呼叫和数据通信中的呼叫将分别被称为CS呼叫和PS呼叫。
在该类型蜂窝系统中，希望将CS呼叫的呼损减到最小，同时希望适应尽可能大的PS呼叫业务量。在CS呼叫和PS呼叫的任何一个当中，都希望切换故障率小于呼叫连接故障率。这是因为在CS呼叫的情况下，切换中的故障会引起电话会话中断，使得用户无法实现通信目的。在PS呼叫的情况下，切换中的故障会引起数据传输的中断而且通常要求数据的重传。这意味着在第一次数据传输中使用的资源就没用了。此外，希望保持当前使用信道的通信质量。
为了满足上面提到的要求，一种典型的蜂窝系统采用了如图1所示的控制方法。特别是，计算各个小区的负载并且与预定的呼叫建立阈值进行比较。如果该负载超过呼叫建立阈值，则没有信道可分配。如果该负载小于呼叫建立阈值，则分配一个信道。这里，PS呼叫建立阈值小于CS呼叫建立阈值。如果该负载大于PS呼叫建立阈值，则不会将新的信道分配给PS呼叫，以保留用于适应CS呼叫的资源。因此，降低了CS呼叫的呼损率。此外，假定移动台从发起呼叫且首先将信道分配给该呼叫的小区移动到作为目的地小区的另一个小区，同时假定进行了呼叫切换。在这种情况下，如果目的地小区的负载小于切换阈值，则分配一个新的信道。所选的切换阈值要大于CS呼叫和PS呼叫二者的建立阈值，以降低切换中出现故障的概率。
然而，一旦执行CS呼叫或者PS呼叫的切换，就可以在小区的负载高于CS呼叫建立阈值时分配一个信道。因此，小区的负载超过CS呼叫建立阈值的概率就很高。这会导致CS呼叫的呼损率的增加。
近年来，在实时语音通信中，往往还可以通过分组交换来传送信息。在以会话式或者流式业务类的实时通信业务中的呼叫、和交互式或者背景业务类的非实时通信业务中的呼叫来分别代替CS呼叫和PS呼叫的情况下，存在与上述缺点类似的缺点。此外，在以高优先级通信业务中的呼叫和低优先级通信业务中的呼叫来代替CS呼叫和PS呼叫的情况下，存在完全类似的缺点。
日本未审专利申请公报(JP-A)No.2002-217986(专利文献1)公开了变换电路交换和分组交换的方法。特别是，当发起一个新的呼叫时，首先将分组交换通信信道分配给该呼叫。如果使用该分组交换通信信道的呼叫的通信时间超过了预定的时间、或者如果呼叫中分组碰撞出现的频率高于一个预定值，则将分配给该呼叫的分组交换通信信道变换为电路交换通信信道。
日本未审专利申请公报(JP-A)No.H11-18175(专利文献2)公开了一种自动控制通信速率的通信方法。特别是，在主站和多个从站之间根据CDT(循环数字遥测计)系统周期性地执行数据传输时，主站将测量处理负载，并且根据该处理负载来改变各个信道的通信速率。
日本未审专利申请公报(JP-A)No.2002-503068(专利文献3)公开了通过占用小区容量来确定分配给呼叫连接请求的信道速率。
发明内容
本发明的一个目的是能够适应在分组交换通信业务中尽可能大的呼叫(PS呼叫)业务量，并且能够抑制电路交换通信业务中呼叫(CS呼叫)的呼损率、以及CS呼叫或者PS呼叫的切换故障率。
本发明的另一个目的是能够适应非实时通信业务或者低优先级通信业务的尽可能大的业务量，并且能够抑制实时通信业务或者高优先级通信业务中的呼损率和切换故障率。
根据本发明，一种蜂窝系统中的无线电信道控制方法如下(1)一种在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中基站通过使用第一信道将第一通信业务和通过使用第二信道将第二通信业务提供给由所述基站覆盖的第一小区中的多个移动台，连接到所述基站的基站控制器执行步骤计算对应于当前在所述第一小区中使用的多个信道的负载，该负载作为所述第一小区负载，如果所述负载不高于第一信道阈值，则允许分配所述第一信道；如果所述负载不高于第二信道阈值，则允许分配所述第二信道；以及如果所述负载不高于切换阈值，则与所述第一小区相邻，并且使用所述第一信道和所述第二信道其中之一的第二小区中的移动台，使用也在所述第一小区中的所述第一和第二信道的其中之一，其中该方法包括步骤如果至少一个移动台使用第一小区中的第二信道、以及如果第一小区的负载超过第一信道阈值，则将第二信道变换到传输速率低于第二信道传输速率的信道。
(2)根据(1)的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中所述切换阈值高于第一信道阈值。
(3) 根据(1)的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中如果第一小区的负载低于第二信道阈值、或者低于比该第二信道阈值还小的另一个阈值，则将具有高传输速率的信道分配给使用具有低传输速率的信道的一个移动台。
(4)根据(1)的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中包括作为具有低传输速率的信道的、适合于执行到移动台的数据传输的公共信道。
(5)根据(1)的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中第一通信业务是电路交换通信业务，而第二通信业务是分组交换通信业务。
(6)根据(1)的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中第一通信业务是会话式或者流式业务类的实时通信业务，而第二通信业务是交互式或者背景业务类的非实时通信业务。
(7)根据(1)的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中第一通信业务是高优先级通信业务，而第二通信业务是低优先级通信业务。
上面参考的专利文献1-3都没有公开在上述(1)中的“如果至少一个移动台使用第一小区中的第二信道、以及如果第一小区的负载超过第一信道阈值，则将第二信道变换到传输速率低于第二信道传输速率的信道的步骤”。
本发明具有一种效果，即能够适应在分组交换通信业务中的呼叫(PS呼叫)的尽可能大的业务量，并且能够抑制在电路交换通信业务中的呼叫(CS呼叫)的呼损率、和CS呼叫或者PS呼叫的切换故障率。
本发明具有另一种效果，即能够适应非实时通信业务或者低优先级通信业务的尽可能大的业务量，并且能够抑制实时通信业务或者高优先级通信业务中的呼损率和切换故障率。
图1是描述了其中允许进行呼叫建立和切换的小区负载条件的视图；图2是示出了本发明可应用的蜂窝系统的视图；图3是根据本发明的第一实施例通过基站控制器来控制无线电信道的流程图；图4是描述了根据第一实施例的基站控制器的无线电信道控制操作视图；图5是根据本发明的第二实施例通过基站控制器来控制无线电信道的流程图。
具体实施例方式
现在将参考附图来描述本发明的优选实施例。
正如在本发明的下文中将要详细描述的，当第一小区的负载超过第一信道的呼叫建立阈值时，将第二信道变换为具有低传输速率的另一个信道(或者变换为公共信道)。因此降低了第一小区的负载，而且在第一信道中不会出现呼损。因而降低了第一通信业务的呼损率。同时，由于切换阈值高于第一信道的呼叫建立阈值，所以降低了切换故障率。
如果第一小区的负载高于第一信道的呼叫建立阈值，以及如果第二信道没有被变换到具有低传输速率的另一个信道，则为了抑制第一信道的呼损率，有必要建立一个低值作为第二信道的呼叫建立阈值。然而在本发明中，即使第二信道的呼叫建立阈值相对高，也能够抑制第一通信业务的呼损率。同时，通过建立一个相对高的值作为第二信道的呼叫建立阈值，能够增加第二通信业务的业务适应能力。
参考图2，本发明可应用的蜂窝系统包括第一和第二基站1和2、分别由该第一和第二基站1和2覆盖的第一和第二小区3和4、连接到该第一和第二基站1和2的基站控制器(BSC)5、以及多个移动台6、7、8和9。尽管在图中没有示出，但该蜂窝系统除了包括上述组成部分之外还包括若干个基站和若干个移动台。该蜂窝系统采用CDMA(码分多址)系统作为无线电接入系统。
在本发明的第一实施例中，该蜂窝系统提供作为第一通信业务的语音通信业务和作为第二通信业务的数据通信业务。
在语音通信中，通过电路交换(CS)来传送信息。在数据通信中，通过分组交换(PS)来传送信息。因此，语音通信中的呼叫被称为CS呼叫，而数据通信中的呼叫被称为PS呼叫。
如果提供语音通信业务，以及如果提供数据通信业务，则基站控制器5在基站和移动台之间分别建立语音信道和数据信道。每一个语音信道和数据信道都具有上行链路和下行链路。对于语音信道来说，上行链路和下行链路具有相同的传输速率。另一方面，对于数据信道来说，上行链路具有预定的传输速率(例如64kbps)，而下行链路包括具有多个传输速率(例如256kbps和64kbps)的信道。
因此，假定在蜂窝系统中，语音信道在上行链路和下行链路中使用相同的传输速率，以及上行链路数据信道仅具有低的传输速率。因而上行链路负载始终小于下行链路负载。因此，仅根据下行链路负载来确定CS呼叫建立、PS呼叫建立、切换的执行和数据信道的传输速率中的变化。
对于第一和第二小区的每一个来说，每次在建立或者释放信道时，基站控制器都要计算下行链路负载L。特别是，通过将传输速率和各个信道的所希望的Eb/No相乘来计算下行链路负载L，以得到一个乘积，并且根据下列等式对用于所有信道的乘积进行求和L=Σi=1N{R(i)·E(i)}]]>这里，R(i)表示第i个信道的传输速率，E(i)表示所希望的Eb/No(每比特的能量/噪声频谱密度)，N表示在各个小区中建立的信道的数量。
基站控制器保持CS呼叫建立阈值、PS呼叫建立阈值以及切换阈值，确定这些值以使切换阈值最大，而PS呼叫建立阈值最小。这样确定切换阈值，即当小区的负载等于该切换阈值时，下行链路基站传输功率不超过一个上限。例如，当小区的负载等于切换阈值时，确定该切换阈值以使下行链路基站传输功率等于该上限的90％。将CS呼叫建立阈值确定为等于该切换阈值的80％。将PS呼叫建立阈值确定为等于该切换阈值的60％。
参考图3，将描述在基站控制器的无线电信道控制。该无线电信道控制包括CS呼叫建立、PS呼叫建立、切换，以及就第一小区3来说在数据信道的传输速率中的变化。
当产生一个语音信道建立请求时，如果第一小区3的负载(L)低于CS呼叫建立阈值(ThCS)(步骤S1到S3)，则该基站控制器建立一个语音信道。
当产生一个数据信道建立请求时，如果第一小区3的负载(L)低于PS呼叫建立阈值(ThPS)(步骤S4到S6)，则该基站控制器建立具有高传输速率的数据信道。
当产生用于语音信道或者数据信道建立的切换请求时，如果第一小区3的负载(L)低于该切换阈值(ThHO)(步骤S7到S9)，则建立一个请求信道。与此同时，该请求信道是与切换之前建立的先前信道的类型相同的信道类型(语音信道或者数据信道)。在数据信道的情况下，该请求信道具有与先前信道相同的传输速率。
当完成了语音通信或者数据通信并且产生了信道释放请求时，释放该信道(步骤S10到S11)。
将第一小区3的负载(L)与CS呼叫建立阈值(ThCS)相比较，如果小区负载高于该CS呼叫建立阈值，以及如果具有高传输速率的数据信道存在，则选择其中一个具有较高传输速率的数据信道，并且将其变换为具有低传输速率的一个数据信道(步骤S12到S14)。
如果存在多个具有高传输速率的数据信道，则选择从呼叫建立开始耗用时间最短的其中一个信道。将第一小区3的负载(L)与PS呼叫建立阈值(ThPS)相比较，如果小区负载低于该PS请求建立阈值，以及如果具有低传输速率的数据信道存在，则选择其中一个具有低传输速率的数据信道，并且将其变换为具有高传输速率的数据信道(步骤S15到S17)。
如果存在多个具有低传输速率的数据信道，则选择从呼叫建立开始耗用时间最长的其中一个信道。
在步骤S15到S17中，可以将第一小区3的负载(L)与低于PS呼叫建立阈值(ThPS)的另一个阈值(Th′)相比较。如果小区负载低于上面提到的另一个阈值，以及如果存在具有低传输速率的数据信道，则选择其中一个具有低传输速率的数据信道，并且将其变换为具有高传输速率的数据信道。
图4示出了在作为无线电信道控制操作实例的第一小区3的负载中的变化，该无线电信道控制包括CS呼叫建立、PS呼叫建立、切换、和在数据信道的传输速率中的变化。
参考图4，单元3中的移动台6与基站1在T1时刻之前建立一个语音信道，并且被当前的通信占用。
在T1时刻，小区3中的移动台7与基站1建立具有高传输速率的一个数据信道并且开始通信。
在第二小区4中的移动台8与基站2在T2时刻之前建立具有高数据传输数率的一个数据信道，并进行当前通信。
在T2时刻，基站1和2之间的接收信号电平中的差值小于一个预定值，而且给予基站1一个切换请求。与此同时，由于该负载小于该切换阈值，因此建立与基站1的数据信道相同的一个数据信道。
在T2时刻，与移动台8建立数据信道。然后，小区3的负载超过CS呼叫建立阈值。从而将移动台8的数据信道变换为具有低传输速率的数据信道。结果，小区3的负载被降低并且变得小于CS呼叫建立阈值。在T3时刻，移动台9请求建立一个新的语音信道。由于该负载小于该CS呼叫建立阈值，所以建立该语音信道并且开始通信。
接下来，将描述本发明的第二实施例。
除了具有多个传输速率的数据信道之外，第二实施例类似于第一实施例，并且类似于第一实施例的是适合于执行到多个移动台的数据传输的公共信道作为下行链路数据信道而存在，但是基站控制器的操作有如下不同。
图5示出了在基站控制器处的无线电信道控制的流程图，该无线电信道控制包括CS呼叫建立、PS呼叫建立、切换，以及就第一小区3来说在数据信道的传输速率中的变化。
参考图5，在基站控制器处的步骤S21到S31类似于在第一实施例中的步骤S1到S11。如果第一小区3的负载(L)超过CS呼叫建立阈值(ThCS)，以及如果存在具有高传输速率的数据信道，则将该数据信道变换为具有低传输速率的数据信道。如果第一小区3的负载(L)超过CS呼叫建立阈值(ThCS)，以及如果不存在具有高传输速率的数据信道，则若存在具有低传输速率的数据信道，就将其变换为公共信道(步骤S32到S36)。在基站控制器处的步骤S37到S39类似于第一实施例中的步骤S15到S17。
接下来将描述本发明的第三实施例。在第三实施例中，蜂窝系统提供作为第一通信业务的会话式或者流式业务类的实时通信业务，以及交互式或者背景业务类的非实时通信业务。除了上述以外，第三实施例类似于第一实施例。分别利用在会话式或者流式业务类的实时通信业务中的呼叫，以及交互式或者背景业务类的非实时通信业务中的呼叫来代替第一实施例中的CS呼叫和PS呼叫，类似地来实现第三实施例。
接下来将描述本发明的第四实施例。在第四实施例中，高优先级数据通信业务作为第一通信业务来提供。低优先级数据通信业务作为第二通信业务来提供。除了上述以外，第四实施例类似于第一实施例。分别利用高优先级数据通信业务中的呼叫和低优先级数据通信业务中的呼叫来代替第一实施例中的CS呼叫和PS呼叫，类似地来实现第四实施例。
在第一实施例中，当小区负载超过CS呼叫建立阈值时，将具有高传输速率的数据信道变换为具有低传输速率的数据信道。因此，该小区负载变得低于该CS呼叫建立阈值。这就导致允许CS呼叫建立的概率增加，以及CS呼叫的呼损率的降低。
在第二实施例中，即使不存在具有高传输速率的数据信道，但如果存在具有低传输速率的数据信道，则要释放该信道并且使用公共信道。这就导致降低小区负载的概率增加，以及CS呼叫的呼损率的进一步降低。
在第三实施例中，以类似于第一实施例的方式来降低在实时通信业务中的呼叫的呼损率。
在第四实施例中，以类似于第一实施例的方式来降低在高优先级通信业务中的呼叫的呼损率。
尽管迄今为止已结合其优选实施例描述了本发明，但对本领域的普通技术人员来说，以各种其他的方式来实施本发明是非常可能的。
权利要求
1.一种在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中基站通过使用第一信道将第一通信业务和通过使用第二信道将第二通信业务提供给由所述基站覆盖的第一小区中的多个移动台，连接到所述基站的基站控制器执行下列步骤计算对应于当前在所述第一小区中使用的多个信道的负载，该负载作为所述第一小区负载，如果所述负载不高于第一信道阈值，则允许分配所述第一信道；如果所述负载不高于第二信道阈值，则允许分配所述第二信道；以及如果所述负载不高于切换阈值，则使得与所述第一小区相邻，并且使用所述第一信道和所述第二信道其中之一的第二小区中的移动台，使用也在所述第一小区中的所述第一和第二信道的其中之一，其中所述方法包括步骤如果至少一个移动台使用所述第一小区中的所述第二信道、以及如果所述第一小区的所述负载超过所述第一信道阈值，则将所述第二信道变换到传输速率低于所述第二信道传输速率的信道。
2.根据权利要求1的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中所述切换阈值高于所述第一信道阈值。
3.根据权利要求1的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中如果第一小区的所述负载低于所述第二信道阈值、或者低于比所述第二信道阈值还小的另一个阈值，则将具有高传输速率的信道分配给使用具有低传输速率的信道的一个移动台。
4.根据权利要求1的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中包括作为具有低传输速率的信道的、适合于执行到所述移动台的数据传输的公共信道。
5.根据权利要求1的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中所述第一通信业务是电路交换通信业务，而所述第二通信业务是分组交换通信业务。
6.根据权利要求1的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中所述第一通信业务是会话式或者流式业务类的实时通信业务，而所述第二通信业务是交互式或者背景业务类的非实时通信业务。
7.根据权利要求1的在蜂窝系统中使用的无线电信道控制方法，其中所述第一通信业务是高优先级通信业务，而所述第二通信业务是低优先级通信业务。
全文摘要
蜂窝系统中的无线电信道控制方法。当小区负载变得高于第一信道(CS信道)的呼叫建立阈值时，将第二信道(PS信道)变换为具有低传输速率的信道。因此，降低了小区负载，而且在第一信道中不会出现呼损。因而降低了第一通信业务的呼损率。同时，切换阈值高于第一信道的呼叫建立阈值，从而降低了切换故障率。
文档编号H04M3/00GK1691797SQ200510065990
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月19日 优先权日2004年4月19日
发明者滨边孝二郎, 川口研次 申请人:日本电气株式会社