专利名称：码分多址软越区切换的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种当移动电台(汽车电话，便携式电话，等等)从一个小区移动到另一个小区时执行无线链路改变的控制方法(越区切换控制方法)。本发明尤其涉及一种CDMA(码分多址)软越区切换的控制方法。
在蜂窝式移动通讯系统中，当移动电台(汽车电话，便携式电话，等等)从一个小区移动到另一个小区时用于改变无线链路的控制称为“越区切换”。这种越区切换控制的方法之一是软越区切换。
根据通常的越区切换(相对于“软”越区切换而称为“硬”越区切换)，在移动电台和第一个小区中的基地台之间的无线链路在越区切换时被切断，然后在移动电台和第二个小区的基地台之间建立一个无线链路。相反，软越区切换在移动电台和第二个小区的基地台之间建立一个无线链路，同时保持移动电台和第一个小区的基地台之间的无线链路。换句话说，软越区切换可以被认为是一种越区切换的技术，其特征在于同时与两个(或两个以上)基地台建立无线链路。这种技术经常使用在CDMA方案设计中(见国际申请公开号W091/07020的说明书)。
图11是一个展示移动通讯系统配置的示意图，图12是一个对描述软越区切换过程有用的示意图。图11中展示的系统包括一个移动电台(MS)1，分别与小区4,5中的移动电台无线通讯的基地台(A,B)2，3，以及一个基地台控制器(BSC)6。当小区4中的移动电台1在与基地台A通讯的同时移动并且接近基地台B一侧时，从基地台B接收的无线电波的强度逐渐增大。当移动电台1到达小区4和5相交的区域并且从基地台B接收的无线电波的电场强度超过一个设定级时，移动电台1经过基地台2通知基地台控制器6这种情况。结果，基地台控制器6在移动电台1和基地台B之间建立一个无线链路而不切断移动电台1和基地台A之间的无线链路，因此移动电台1同时与多个基地台A，B进行通讯。当移动电台1和基地台A之间的接收场强度衰落到设定级以下并且在那里保持了一个预定的时间期间时，它们之间的无线链路被切断并且从这时起移动电台1与基地台B通讯。
当来自基地台B的导频信号的强度超过CDMA方案设计中的设定级T-ADD时，移动电台1经过基地台A(图12中的1a,2a)发送一个导频强度测量信息到基地台控制器BSC。当接收到这个信息时，基地台控制器BSC判断是否执行移动电台1和基地台B之间的越区切换。如果基地台控制器BSC决定执行越区切换，则它命令基地台B分配给移动电台1的通讯信道CH，等等。接着，基地台B开始在一个信道正向(Forward)T-CH(2b)上进行表示信息的信道的传输。
接下来，基地台控制器BSC经过基地台A和B(2c)传送一个越区切换方向信息到移动电台1。当接收到越区切换方向的信息时，移动电台1就获得通讯信道CH，在该信道上进行来自基地台B的传输并且从那时起能够经过这个信道与基地台B通讯以及经过基地台A和B(1b,2d)发送一个越区切换结束信息到基地台控制器BSC。
从那时起移动电台1同时与基地台A、B通讯。如果来自基地台A的导频信号的强度衰落到设定级以下并且在那里保持一个设定的时间期间，移动电台1经过基地台A传送导频强度测量信息到基地台控制器BSC。根据这个通知，基地台控制器BSC决定终止移动电台1和基地台A之间的通讯并且经过基地台A、B(1c,2e)传送越区切换方向信息到移动电台1。
一旦接收到越区切换方向信息，移动电台1经过基地台A、B传送越区切换结束信息到基地台控制器BSC并且切断与基地台A(1d)的无线链路。
一旦接收到经过基地台A、B的越区切换结束信息，基地台控制器BSC命令基地台A停止使用正向T-CH。基地台A通过停止在正向T-CH(2f)上的传输/接收而响应。从这时开始移动电台1与基地台B通讯。
软越区切换具有下面两个明显的特征(1)无触点越区切换是可能的。
不象硬越区切换，无线链路的改变可以在越区切换时不必中断对话。
(2)小区间分集是可能的。
在一个小区内的无线链路质量通常在小区的周边附近是不好的。然而，通过软越区切换能够与多个基地台同时通讯使得可能进行小区间分集(即通讯，其中能够以最小功率通讯的基地台被选择用于通讯)。这减少了对于屏蔽和衰减影响的灵敏度。
一般上面提到的特征(1)是软越区切换显著的优点。而实际上特征(2)是更重要的，因为它增加了基地台能够容纳的信道的数量(即基地台的信道容量)，从[A.J.Viterbi和A.M.Viterbi在IEEE Trans.on.Commun.,Vol.42,No.2/3/4/(1994)的“蜂窝式功率控制的CDMA中其他小区干扰”]文献陈述的分析中可以显而易见。特别地，如果在CDMA上行线路中(从移动电台到基地台的无线链路)不执行软越区切换，在其他小区上的干扰大大地增加并且能够使用的无线信道的数量显著的减少(即用户容量大大地减少)。因此，为了保证CDMA上行线路信道容量，软越区切换是一种基本的技术。因为一旦选择了能够以最小功率通讯的基地台就完成具有软越区切换的通讯，所以与其他小区的干扰减少了并且能够使用的无线信道的数量(信道容量)增加了。
图13A,13B是在描述通过软越区切换提高上行线路信道容量的影响中有用的示意图，其中图13A展示了没有执行软越区切换的情况而图13B展示了执行软越区切换的情况。
考虑没有完成软越区切换的情况(图13A)。如果在小区CL1中移动电台MS1和基地台BS1之间建筑物BLD或者一些其他结构引起大量的屏蔽，则移动电台MS1以控制传输功率的方式使得在基地台BS1的呼入电平具有一个规定值。结果移动电台MS1的传输功率提高。当这种情况发生时，对于所关心的小区(小区CL0)的干扰(见由虚线表示的箭头)增加并且限制了小区容纳的移动电台的数量。
现在考虑执行软越区切换的情况(图13B)。即使在小区CL1的移动电台MS1和基地台BS1之间出现屏蔽，如果移动电台MS1能够与基地台BS2通讯就足够了，因此移动电台MS1的传输功率不需要很高。不象没有使用软越区切换的情况，这减少了在所关心的CL0的小区中的干扰并且在小区能够容纳的移动电台的数量上没有任何限制。
如果软越区切换的主要目的是如前面特点(1)中提到的在CDMA方案设计中提供较大的便利，在选择是否完成软越区切换方面还存在一些余量。然而，为了保证CDMA方案设计中的信道容量，软越区切换是基本的并且在对它的选择方面不存在任何余地。这意味着软越区切换必须尽可能简单地和尽可能便宜地实现。
根据现有技术的控制是简单的。特别地，移动电台测量来自基地台的信号功率的强度，并且当接收的功率小于一个确定的门限值时，移动电台判断移动电台和基地台之间的距离已经变得太大并且因此完成软越区切换。事实上，当移动电台位于小区的中心部分时它不会引起对其他小区的干扰，不会完成软件越区切换；只有当它在小区的周边时它将干扰其他的小区，移动电台执行软件越区切换。然而，这种常规的技术不是一种使信道容量增至最大的优化的软越区切换分配方案设计。特别产生的问题是如果软越区切换率低，则上行线路信道容量就将明显的减少。应该注意由下面的公式给出软越区切换率hh=(NCH-M)/M…(1)这里NCH表示基地台实际拥有的信道数量而M表示移动电台的数量。换句话说，软越区切换率是分配用于软越区切换使用的无线信道的数量(NCH-M)与移动电台的数量M之比。
因此，本发明的目的是提供使信道容量增至最大的优化的软越区切换控制方法，尤其是完成软越区切换控制方法使得根据基地台的软越区切换率信道容量增至最大。
本发明的另一个目的是提供一种完成的软越区切换控制方法，使得即使基地台的软越区切换率改变，信道容量的变化减少。
根据本发明，前面的目的是通过在CDMA移动通讯系统中提供一种软越区切换控制方法而达到的，其中当移动电台从一个与确定的基地台的无线链路改变到与另一个基地台的无线链路时，在同时与多个基地台建立无线链路之后完成对于规定的无线链路的改变，该方法包括步骤(1)输入基地台的软越区切换率以及(2)根据软越区切换率控制分配给驻留在相应于上面提到的基地台的小区中的移动电台的软越区切换分支的最大数量。
例如，如此布置使得在小区的周边执行软越区切换控制并且设置适合小区周边和小区中心之间边界的接收场强度。当来自另一个基地台的无线电波的接收场强度超过设定级时，根据软越区切换分支的最大数量执行软越区切换控制。这种布置使得可能完成软越区切换控制以使基地台的信道容量增至最大。
根据本发明，前面的目的是通过在CDMA移动通讯系统中提供一种软越区切换控制方法而达到的，其中当移动电台从一个与确定的基地台的无线链路改变到与另一个基地台的无线链路时，在同时建立与多个基地台的无线链路之后完成对于规定的无线链路的改变，该方法包括根据适合基地台的小区中移动电台的位置控制分配给移动电台的软越区切换分支的数量的步骤。
例如，根据在一个小区中移动电台的位置决定分配给移动电台的软越区切换分支的数量以便获得最大的信道容量并且减少对于软越区切换率的信道容量的变化。随后根据这个软越区切换分支的数量完成软越区切换控制。更准确地说，为了获得最大的信道容量并且减少对于软越区切换率的信道容量的变化，一个小区被分为一个小区周边区域，一个或多个小区中间区域以及一个小区中心区域，预先决定在每个区域的软越区切换分支的数量并且根据移动电台所处的区域控制分配给移动电台的软越区切换分支的数量。
从下面结合附图所做的描述，本发明的其他特征和优点将更加明显。
图1A,1B和1C是在描述按照移动电台位置分配软越区切换分支的数量的条件中有用的示意图；图2A和2B是在描述集中布局(区域比率1∶0∶0)的情况下信道容量和平均软越区切换率之间关系中有用的示意图(仿真的结果)；图3A和3B是在描述1∶1∶1的区域比率的情况下信道容量和平均软越区切换率之间关系中有用的示意图(仿真的结果)；图4A和4B是在描述1∶2∶4的区域比率情况下信道容量和平均软越区切换率之间关系中有用的示意图(仿真的结果)；图5是一个用于描述仿真条件的表；图6是一个展示根据本发明的移动通讯系统的配置的示意图；图7是一个根据本发明的第一个实施例的软越区切换控制的处理流程图；图8是一个根据本发明的第二个实施例的软越区切换控制的处理流程图；图9是一个根据本发明的第三个实施例的软越区切换控制的处理流程图；图10A,10B和10C是在描述一种决定区域边界的方法中有用的示意图；图11是一个展示了根据现有技术的移动通讯系统的配置的示意图；图12是一个描述软越区切换控制过程的示意图；以及图13A和13B是在描述通过软越区切换提高上行线路信道容量的影响中有用的示意图。
(A)本发明的原理本发明控制分配给一个小区中每个移动电台的软越区切换分支的数量，以这样一种方式使得信道容量将对于任何软越区切换率增至最大。这使得在信道容量的减少降至最小。软越区切换分支的数量是一个表示基地台的数量的值，一个单个移动电台已经通过无线链路连接到该基地台。如果软越区切换分支的数量等于一，这意味着移动电台仅仅连接到一个基地台。这是软越区切换没有生效的状态。在软越区切换分支的数量取决于移动电台的位置而不同的情况下，最大可允许的软越区切换分支的数量被作为软越区切换分支的最大数量(由Nc表示)采用。
图1A,1B和1C是在描述根据小区中(无线区域)移动电台的位置安排软越区切换分支数量的条件中有用的示意图。
软越区切换分支的数量越大，借助于软越区切换减少干扰的效果越大以及上行线路信道容量越大。应该注意软越区切换分支的数量越大，由基地台使用的代码的数量越大，因此下行线路信道容量越小。例如，如果所有的移动电台的软越区切换分支的数量等于四，需要的代码的数量(以及基地台设备的数量和要求的传输功率)将是移动电台的四倍。
软越区切换分支的数量越大，折到其他小区的干扰越小。因此，在本发明中软越区切换分支的数量在小区周边是大的并且随着接近小区的中心而连续地减少。换句话说，本发明提出在图1A到图1C中描述的三个模式作为根据移动电台的位置用于布置软越区切换分支的数量的模式。
图1A说明了一种情况，其中(1)一个小区被分为一个小区中心区域11，一个小区周边区域14和位于这两个区域之间的第一和第二中间区域12,13，以及(2)软越区切换分支的最大数量Nc可以等于四并且相应区域的软越区切换分支的数量按照提到的从小区的周边区域开始的次序被定为四、三、二和一。然而，软越区切换分支的最大数量Nc可以等于三并且相应区域的软越区切换分支的数量按照提到的从小区的周边区域开始的次序被定为三、二、一和一。另一种情况，软越区切换分支的最大数量Nc可以等于二并且相应区域的软越区切换分支的数量按照提到的从小区的周边区域开始的次序被定为二、一和一。
图1B说明了一种情况，其中(1)一个小区被分为一个小区中心区域21，一个小区周边区域23以及位于这两个区域之间的中间区域22，以及(2)软越区切换分支的最大数量Nc可以等于三并且相应区域的软越区切换分支的数量按照提到的从小区的周边区域开始提到的次序被定为三、二和一。然而，软越区切换分支的最大数量Nc等于四并且相应区域的软越区切换分支的数量按照提到的从小区的周边区域开始的次序被定为四、三和一。另一种情况，软越区切换分支的最大数量Nc可以等于二并且相应区域的软越区切换分支的数量按照提到的从小区的周边区域开始的次序被定为二、一、一和一。
图1C说明了一种情况，其中(1)一个小区被分为一个小区中心区域31和一个小区周边区域32，以及(2)软越区切换分支的最大数量Nc可以等于三并且周边和中心区域的软越区切换分支的数量被分别定为二和一。然而，软越区切换分支的最大数量Nc可以等于四并且周边和中心区域的软越区切换分支的数量被分别定为四和一。另一种情况，软越区切换分支的最大数量Nc可以等于三并且周边和中心区域的软越区切换分支的数量可以分别为三和一。
图1A中区域14,13,12的区域分别由S4,S3,S2表示，这样区域比率(k)将定义如下区域比率=S4∶S3∶S2=1∶k∶k2…(2)另外，软越区切换比率h被定义如下
h=[(TCH的总数量)/(移动电台的总数量)]-1…(3)并且TCH的总数量被定义如下TCH的总数量=∑i×(完成i个分支软越区切换的移动电台数量)…(4)这里i=1～Nc。
图2A,2B到图4A,4B展示了通过使用计算机仿真获得的结果以便根据图1A到图1C中展示的软越区切换分支的分配数量的各种方法的软越区切换率确定上行线路信道容量如何变化。更准确地说，通过决定基地台的软越区切换率h，计算这时在另一个小区上受到的干扰量，并且根据干扰量仿真能够由基地台容纳的信道的数量而获得的这些结果。仿真条件如图5所示。这些条件如下(1)软越区切换率h为0到300％。
(2)区域比率是1∶0∶0(k=0),1∶1∶1(k=1),1∶2∶4(k=2)。
(3)软越区切换分支的最大数量Nc是4,3,2,1。
(4)传输条件如下距离衰减指数α=3.5屏蔽波动的标准偏差σSTM=8db屏蔽相关性ρ=0.5TPC波动的标准偏差ρTPC=1.5dbEb/No门限值Eb/No-th=5db图2A说明了计算机仿真的结果，在这种情况下，区域比率是1∶0∶0(k=0)，即图2B的集中布局的情况。这里小区周边区域32中越区切换分支的最大数量Nc是4,3,2和1。从这个计算机仿真的结果应该理解(1)在h＜80％的情况下保持Nc=2时信道容量是最大的；(2)在200％＞h＞80％的情况下保持Nc=3保持时信道容量是最大的；以及(3)在h＞200％的情况下保持Nc=4时信道容量是最大的；因为当保持h＞200％时在Nc=4时的信道容量与在Nc=3时信道容量没有不同，在这种情况下根据基地台设备的成本Nc=3是有益的。
图3A说明了区域比率是1∶1∶1(k=1)(见图3B)的情况下计算机仿真的结果。这里在小区周边区域14的越区切换分支的最大数量是4、3、2、1。从这个计算机仿真的结果应该理解(1)在h＜60％的情况下保持Nc=2时信道容量是最大的；(2)在60％＜h＜180％的情况下保持Nc=3时信道容量是最大的；以及(3)在180°＜h的情况下保持Nc=4时信道容量是最大的；然而，在软越区切换率h的整个范围上最大的信道容量与在Nc=3的信道容量没有不同。另外，在范围80％＜h＜300％上Nc=3的信道容量大致上是常数。换句话说，在区域比率1∶1∶1(k=1)的情况下，通过采用Nc=3，信道容量基本上是最大的并且对于软越区切换率h的信道容量的波动可以减少，而不管基地台的越区切换率。
图4A说明了在区域比率是1∶2∶4(k=2)的情况下(见图4B)计算机仿真的结果。这里在小区周边区域14中越区切换分支的最大数量Nc被定为4、3、2和1。图4A的仿真结果表示的趋势大致上与如图3A的仿真结果相同。在软越区切换率h的整个范围上最大的信道容量与Nc=3的信道容量几乎没有任何不同。此外，对于软越区切换率h信道容量的波动可以减少。
这样，CDMA方案设计的最大信道容量能够通过选择分配软越区切换分支的数量的方法而获得以便使对于根据能够由基地台无线设备的数量和要求的传输功率使用的代码的数量决定的软越区切换率h的信道容量增至最大。例如，如果在区域比率是1∶0∶0(k=0)的集中布局(图2A)中保持h＜80％，软越区切换分支的最大数量Nc定为二；如果保持300％＞h＞80％，则采用Nc=3。另外，在区域比率是1∶1∶1或1∶2∶4(图3A或图4A)的情况下，采用Nc=3使得可能大致上使信道容量增至最大并且减少对于软越区切换率的信道容量的任何波动。
(B)实施例(a)结构图6是一个根据本发明展示移动通讯系统的配置的示意图。该系统包括一个移动电台(MS)51，分别与小区(无线区域)54、55中的移动电台无线通讯的基地台52、53，一个基地台控制器(BSC)56，以及一个系统参数设置单元57。系统参数设置单元57设置在基地台控制器56中不同的系统参数。参数的例子是在小区的每个区域中软越区切换分支的数量和每个区域的边界接收场强度。
使用(1)区域比率1∶k∶k2和(2)平均软越区切换率h(根据能够由基地台无线设备的数量和传输功率使用的代码的数量决定)，系统参数设置单元57获得每个区域的软越区切换分支的数量并且在基地台控制器56中设置这些参数，获得每个区域的边界接收场强度并且在基地台控制器56中设置这些参数。当小区54中的移动电台51在这些条件下在与基地台52通讯的同时移动并且接近基地台53时，来自基地台53的导频信号的强度(接收的电场强度)逐渐增加。当移动电台51进入软越区切换区域时，移动电台51经过基地台52向基地台控制器56报告这一点(发送一个软越区切换请求)。结果，基地台控制器56根据来自系统参数设置单元57的设置系统参数完成软越区切换控制。
(b)第一个实施例图7是一个根据本发明的第一个实施例的软越区切换控制的处理流程图。这是用于区域比率是1∶0∶0的情况(见图2B)。在区域比率是1∶0∶0的集中布局的情况下，可能决定使对于软越区切换率h的信道容量增至最大的软越区切换分支的数量。例如在图2A中，当Nc=2保持在软越区切换率h小于80％时和当Nc=3保持在软越区切换率h的80～300％时信道容量是最大的。因此，如果区域比率是1∶0∶0，则决定软越区切换分支的数量并且如下面执行软越区切换首先，输入区域比率。在第一个实施例中，输入1∶0∶0作为区域比率(步骤101)。其次，输入根据基地台输入无线设备的数量和传输功率可用的代码的数量决定的平均越区切换率h(步骤102)。当已经输入区域比率1∶0∶0和平均越区切换率h时，系统参数设置单元57检查以决定是否保持关系80％＞h(步骤103)。
如果保持80％＞h，小区周边区域32(见图2B)的软越区切换分支的最大数量Nc定为二(步骤104)。如果保持80％＜h，则小区周边区域32(见图2B)的软越区切换分支的最大数量Nc定为三(步骤105)。这就结束了提前确定软越区切换分支数量Nc的处理。如果输入小区周边区域32和小区中心区域31的边界的接收场强度EA(步骤106)，这就完成了用于软越区切换控制的系统参数的设置并且软越区切换控制变得可能(步骤107)。以后将描述决定边界的方法。
当小区54中移动电台51(图6)这些条件下在与基地台52通讯的同时移动和接近基地台53时，来自基地台53的接收无线电波(导频信号)的强度(接收的电场强度Ec)逐渐增加。移动电台51决定是否保持关系Ec＞EA(步骤108)。如果在步骤108回答“是”，则移动电台51经过基地台52向基地台控制器56报告这一点。结果，基地台控制器56根据已经设置的系统参数(Nc=2或3)完成软越区切换控制(步骤109)。然而，如果保持Ec＜EA，则移动电台51不请求软越区切换，并且即使它请求，基地台控制器56也会拒绝这种请求(步骤110)。
这样，根据软越区切换率能够决定软越区切换分支的数量以便使信道容量增至最大。这样即使限制了软越区切换率，信道容量的恶化也可能减至最小。
根据说明集中布局的图2A中展示的特性来决定软越区切换分支的数量的情况已经做了描述。然而，也可能根据没有被集中布局的图3A和4A的特性来决定软越区切换分支的最优数量，尽管这种效果不如集中布局的那样大。
(c)第二个实施例图8是一个根据本发明的第二个实施例的软越区切换控制的处理流程图。这是用于区域比率是1∶1∶1的情况(见图3B)。如果根据图3A的特性采用关系Nc=3而不管区域比率是1∶1∶1的情况下的平均越区切换率h，信道容量可以被大致上增为最大并且对于软越区切换率的信道容量的波动可以减少。
因此，当输入区域比率1∶1∶1时(步骤201)，系统参数设置单元57使得软越区切换分支的最大数量Nc等于三(步骤202)。也就是小区周边区域14(见图3B)的软越区切换分支的数量Nc定为三，第一个中间区域13(见图3B)的软越区切换分支的数量Nc定为二，以及第二个中间区域12(见图3B)的软越区切换分支的数量Nc定为一(即没有完成软越区切换)。
下面是输入在小区周边区域14和第一个中间区域13的边界以及在第一个中间区域13和第二个中间区域12的边界的接收场强度EA,EB(EA＞EB)(步骤203)。如果用于软越区切换控制的系统参数的设置由前面的操作完成，则软越区切换控制变得可能(步骤204)。
当小区54的移动电台51(图6)在这些条件下在与基地台52通讯的同时移动并且接近基地台53时，来自基地台53的导频信号的强度(接收的电场强度Ec)逐渐增加。移动电台51决定是否保持关系Ec＞EB(步骤205)。如果在步骤205回答“是”，则移动电台51经过基地台52向基地台控制器56发送一个软越区切换请求(包括接收的电场强度Ec)。结果，基地台控制器56确定是否保持关系Ec＞EA(步骤206)。如果回答“是”，则使用三作为软越区切换分支的数量来完成软越区切换控制(步骤207)。如果保持关系EA＞Ec＞EB，使用二作为软越区切换分支的数量来完成软越区切换控制(步骤208)。如果保持Ec＜EB，移动电台51不请求软越区切换，并且即使它请求，基地台控制器56也会拒绝该请求(步骤209)。
根据第二个实施例，如图3B说明的，软越区切换分支的数量在小区周边上是大的并且随着接近小区的中心而连续地减少。采用这种布置使得可能对于软越区切换率中的变化减少在信道容量中的下降。换句话说，第二个实施例根据移动电台的位置决定软越区切换分支的最优数量。结果，由于移动电台数量的变化或者基地台设备数量的变化，即使在软越区切换率中存在一种变化，信道容量中的下降可以被减至最小。另外根据第二个实施例，软越区切换分支的数量被以这样一种方式分配，使得从小区周边到小区中心的变化变得尽可能地无缝。这使得当软越区切换率变化时甚至可能进一步减少信道容量的变化。
(d)第三个实施例图9是一个根据本发明的第三个实施例的软越区切换控制的处理流程图。这是对于区域比率1∶2∶4的情况(见图4B)。如果根据图3A的特性采用关系Nc=3而不管区域比率是1∶2∶4的情况下的平均越区切换率h，信道容量可以被大致上增至最大并且对于软越区切换率的信道容量的波动可以减少。
因此，当输入区域比率1∶2∶4时(步骤301)，系统参数设置单元57使软越区切换分支的最大数量Nc等于三(步骤302)。也就是小区周边区域14(见图4B)的软越区切换分支的数量Nc定为三，第一个中间区域13的软越区切换分支的数量Nc定为二，以及第二个中间区域12的软越区切换分支的数量Nc定为一(即没有完成软越区切换)。
下面是输入在小区周边区域14和第一个中间区域13的边界以及在第一个中间区域13和第二个中间区域12的边界的接收场强度EA,EB(EA＞EB)(步骤303)。如果用于软越区切换控制的系统参数的设置由前面的操作完成，则软越区切换控制变得可能(步骤304)。
当小区54的移动电台51(图6)在这些条件下在与基地台52通讯的同时移动和接近基地台53时，来自基地台53的导频信号的强度(接收的电场强度Ec)逐渐增加。移动电台51决定是否保持关系Ec＞EB(步骤305)。如果在步骤305回答“是”，则移动电台51经过基地台52向基地台控制器56发送一个软越区切换请求(包括接收的电场强度Ec)。结果，基地台控制器56确定是否保持关系Ec＞EA(步骤306)。如果回答“是”，则使用三作为软越区切换分支的数量来完成软越区切换控制(步骤307)。如果保持关系EA＞Ec＞EB，使用二作为软越区切换分支的数量来完成软越区切换控制(步骤308)。如果保持Ec＜EB，移动电台51不请求软越区切换，并且即使它请求，基地台控制器56也会拒绝该请求(步骤309)。
如同第二个实施例，第三个实施例如图4B说明的，它使得软越区切换分支的数量在小区周边是大的并且随着接近小区的中心连续地减少。采用这种布局使得可能对于软越区切换率的变化减少在信道容量中的下降。换句话说，第三个实施例根据移动电台的位置决定软越区切换分支的最优数量。结果，即使由于移动电台的数量上的变化和基地台设备数量上的变化而在软越区切换数量中存在变化，信道容量的下降可以被减至最小。另外，根据第三个实施例，以这样一种方式分配软越区切换分支的数量使得从小区周边到小区中心的变化变得尽可能的无缝。这使得当软越区切换率变化时信道容量的变化甚至可能进一步减少。
在图2A,2B到图3A,3B的情况下，如果当软越区切换分支的最大数量Nc等于四时软越区切换率变小，则与信道容量在Nc=2和Nc=3时相比信道容量下降。在图4A和4B的1∶2∶4的区域比率的情况下，即使软越区切换率改变，与信道容量在Nc=2和Nc=3相比，信道容量没有太多的下降。也就是通过逐渐地以区域比率1∶2∶4的方式分配软越区切换数量，例如第三个实施例能够提供比第二个实施例更好的效果。结果，当由于移动电台数量上的变化或者基地台设备的数量上的变化而存在在软越区切换率上的变化时，可能加强提高信道容量的效果。
(c)决定边界的方法图10A是一个在描述区域的边界中有用的示意图，这里小区具有一个半径为R的圆的形状。小区周边区域14和第一中间区域13之间的边界如51所示，第一中间区域13和第二中间区域12之间的边界如52所示以及第二中间区域12和小区中心区域11之间的边界如53所示。
可以找到各个边界51、52、53的半径R1、R2、R3，这里Nc1、Nc2、Nc3(小区中心区域11的软越区切换分支的数量Nc是1)分别表示区域14,13,12的软越区切换分支的数量，区域比率是1∶k2∶K3(K1=1)并且h表示平均软越区切换率。
由下面的方程式给出小区内终端的数量Nr和无线信道的数量Ncr，这里η表示当前通讯的终端的密度(当前通讯的移动电台的密度)Nrs=πR2·ηNrc=π(R2-R12)·η·Nc1+π(R12-R22)·η·Nc2+π(R22-R32)·η·Nc3+πR32·η=πη{R2Nc1-R12(Nc1-Nc2)-R22(Nc2-Nc3)-R32(Nc3-1)}因为区域比率是1∶k2∶K3，我们有K2(R2-R12)=(R12-R22)∴R22=(1+K2)R12-K2R2…(1)K3(R2-R12)=(R22-R32)∴R32=R22+K3R12-K3R2=(1+K2)R12-K2R2+K3R12-K3R2=(1+K2+K3)R12-(K2+K3)R2…(2)
将其替代Nrc的方程式，给出如下式子Nrc=πη{R2Nc1-R12(Nc1-Nc2)-[(1+K2)R12-K2R2](Nc2-Nc3)-[(1+K2+K3)R12-(K2+K3)R2](Nc3-1)}=πη{R2[Nc1+K2·Nc2+K3·Nc3-(K2+K3)]-R12[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)]}从软越区切换率h的定义，我们有h=(Nrc-Nrs)/Nrs因此，当Nrc,Nrs插入到上面的方程式时，我们有h={R2[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(K2+K3)]-R12[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)]-R2}/R2并且建立下面的方程式(R12/R2)·[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)]=Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)-h因此，我们有(R12/R2)=[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)-h]/[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)]并且得到R1。另外，通过将上面的方程式插入到方程式(1),(2)，我们可以得到R2和R3。也就是，我们有下面的式子R1=R{[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)-h]/[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)]}1/2R2=R{[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)-(1+K2)h]/[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)]}1/2R3=R{[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)-(1+K2+K3)h]/[Nc1+K2Nc2+K3Nc3-(1+K2+K3)]}1/2
如果在上面方程式中保持K3=0，则可能获得在图10B中展示的软越区切换分支数量的布置的模式中的边界。如果在上面的方程式中保持K2=K3=0，则可能获得在图10C中展示的软越区切换分支数量的布置的模式中的边界。
这样，根据本发明，输入基地台的软越区切换率并且分配给驻留在相应于上面提到的基地台的小区的移动电台的软越区切换分支的最大数量根据软越区切换率控制。结果，可以控制软越区切换以便使基地台的信道容量增至最大。此外，因为根据软越区切换率决定了软越区切换分支的数量以便将信道容量减至最小，即使限制了软越区切换率，有可能使信道容量的下降减至最小，根据本发明，软越区切换分支的数量在小区的周边是大的并且随着接近小区中心连续地减小。也就是根据移动电台的位置决定软越区切换分支的最优数量。结果，即使由于移动电台的数量上的变化或者基地台设备的数量上的变化在软越区切换率上存在变化，信道容量中的下降可以被减至最小。
根据本发明，分配给移动电台的软越区切换分支的数量根据小区内这个移动电台的位置控制，并且软越区切换分支的数量以这样一种方式分配使得从小区周边到小区中心的变化变得尽可能的无缝。结果，当由于移动电台的数量上变化或者基地台的数量上的变化在软越区切换率上存在变化时可能加强提高信道容量的效果。
由于可以设计出许多与本发明明显不同的实施例而不背离本发明的精神和范围，所以可以理解除了附加的权利要求书定义以外本发明不限于这里的特定实施例。
权利要求
1．一种在CDMA移动通讯系统中的软越区切换控制方法，其中当一个移动电台被越区切换到与另一个基地台的无线链路时，在移动电台和多个基地台之间同时建立起无线链路之后完成到一个规定的无线链路的越区切换，该方法包括步骤输入一个基地台的软越区切换率，以及根据软越区切换率控制分配给驻留在对应于所述基地台的小区中的一个移动电台的软越区切换分支的最大数量。
2．如权利要求1所述的方法，还包括步骤执行在小区的外围部分的软越区切换控制并且设置一个接收电场强度，该强度适合小区的外围部分和小区的中心部分之间的边界；以及当来自另一个基地台的无线电波的接收电场强度超过设定级时根据软越区切换分支的最大数量执行软越区切换控制。
3．一种在CDMA移动通讯系统中的软越区切换控制方法，其中当一个移动电台被越区切换到与另一个基地台的无线链路时，在移动电台和多个基地台之间同时建立起无线链路之后完成到一个规定的无线链路的越区切换，该方法包括步骤根据在一个适合于基地台的小区中移动电台的位置，控制分配给所述移动电台的软越区切换分支的数量。
4．如权利要求3所述的方法，其中根据移动电台的位置分配软越区切换分支的数量给移动电台，以这样一种方式使得软越区切换分支的数量从小区的外围部分到小区的中心部分逐渐地改变。
5．一种在CDMA移动通讯系统中的软越区切换控制方法，其中当一个移动电台被越区切换到与另一个基地台的无线链路时，在移动电台和多个基地台之间同时建立起无线链路之后完成到一个规定的无线链路的越区切换，该方法包括步骤把一个小区分成一个小区周边区域，一个或多个小区中间区域和一个小区中心区域；提前决定在每一个区域中的软越区切换分支的数量；以及根据移动电台所处的区域，控制分配给所述移动电台的软越区切换分支的数量。
6．如权利要求5所述的方法，还包括步骤在小区周边区域和小区中间区域执行软越区切换控制，并且设置适合区域之间边界的接收电场强度；根据来自另一个基地台的无线电波的接收电场强度，判别移动电台驻留位置的区域；以及根据在这个区域的软越区切换分支的数量执行软越区切换控制。
全文摘要
一种在CDMA移动通信系统中的软越区切换控制方法,其中当一个移动电台被越区切换与另一个基地台的无线链路时,在移动电台与多个基地台同时建立无线链路之后完成到一个规定的无线链路的越区切换。该方法包括根据基地台的软越区切换率决定分配给驻留在对应于该基地台的小区中移动电台的软越区切换分支的数量,并且根据软越区切换分支的数量执行软越区切换。
文档编号H04J13/00GK1224985SQ9811842
公开日1999年8月4日 申请日期1998年8月13日 优先权日1998年1月22日
发明者信安康助, 山下敦 申请人:富士通株式会社