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CN1170494A - 蜂窝移动台系统 - Google Patents

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CN1170494A
CN1170494A CN95196823.8A CN95196823A CN1170494A CN 1170494 A CN1170494 A CN 1170494A CN 95196823 A CN95196823 A CN 95196823A CN 1170494 A CN1170494 A CN 1170494A
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托米·瓦拉
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Abstract

本发明涉及一个蜂窝移动台系统,那里,移交判决是以用移动台测量服务单元(S)和邻近诸单元(A)的下行链路传输为基础的。邻近的诸单元通常被安置成部分重叠(OA)以便保证有足够的一段时间,用来接收和解码邻近诸单元的下行链路传输以及用于移交判决。在某些单元(S)中,可能会有屏蔽着邻近单元(A)的下行链路传输的地形障碍、建筑物、隧道或类似的障碍物(23),以致在这样的单元和相邻单元间的重叠(OA)是不充分的。按照本发明,设置一个转发器或一个天线(22)把被屏蔽的相邻单元(A)的下行链路传输的覆盖范围(A′)扩展到这样一个单元(S)内,以便对被屏蔽的相邻单元的下行链路传输提供一个先期的传输和解码。

Description

蜂窝移动台系统
本发明涉及一种蜂窝移动台系统，其中移交判决是以用移动台测量一个服务单元和邻近诸单元的下行链路传输为基础的。邻近诸单元通常被安置成部分重叠的形状，以便保证有足够的一段时间来接收和解码邻近诸单元的下行链路传输用于移交判决。
在蜂窝移动台系统中，使用一个业务信道建立呼叫的一个移动台连续地测量来自一个服务基站的下行链路信号的质量和/或强度。服务基站还通知诸邻近单元/诸基站的移动台关于它们的控制信道频率。根据这个信息，移动台就能够测量呼叫期间邻近诸基站的控制信道频率。将测量结果存入移动台和/或发送到用于移交判决的移动台网，这取决于移交判决是由移动台进行还是由移动台网进行。
移交指的是在呼叫期间一个呼叫从一个新的业务信道转换到另一个信道。
蜂窝网的基站不断地广播有关它们和它们周围情况的信息。这个信息包括一个单元或基站标志符，根据它移动台就能够识别要测量的邻近单元。该单元或基站标志符还可能以测量记录的形式被发送到蜂窝网。在这个单元能被用作移交的可能的目标单元之前，移动台必须对一个邻近的单元的单元或基站标志符进行解码。为了使移动台能有一段足够的时间来解码单元或基站标志符，并且这个方法使移交成为可能，蜂窝移动台系统的诸邻近单元必须具有重叠的范围。除了单元或基站标志符的可接受的解码时间外，所需要的两个邻近单元的重叠范围的大小取决于移动台的速度和移交算法的参量，例如，用于平均邻近单元已测量的信号电平的时间窗的大小。
如果两个邻近单元的重叠范围是这样小，以致移交不能进行，则呼叫就丢失了。丢失呼叫的一个原因就是邻近单元的一个未解码的单元或基站标志符。诸单元的重叠要求在直径是几百米的微单元中是特别重要的。可是在妨碍无线电信号传播的地面障碍，建筑物或类似障碍物屏蔽着邻近单元传输的一些地方，设置一个足够大的重叠范围是很困难的。比如在隧道内，在街道拐角或建筑物内，就能发现这样一些有问题的地方。例如，当一个移动台快速走出一个隧道时，隧道外的邻近单元会产生一个立即移交的需要，但是隧道外邻近单元的单元或基站标志符是未解码的，由于到邻近单元的移交不能进行，该呼叫就丢失了。参考图1用一个实例更详细地说明这种情况。
图1中，服务单元用一参考符号S表示，而邻近单元用一参考符号A表示。例如服务单元受到隧道3阻碍，因此单元S在隧道的开口处伸展到隧道稍外一点。邻近单元A是隧道外的一个单元，而单元A的无线电覆盖区域基本上不能伸展到隧道内部。因此，单元S和单元A只有非常小的重叠区域OA。一个移动台MS测量了指定给服务单元S的所有邻近单元并将测量结果发送给蜂窝网。该测量结果包括：例如，邻近单元下行链路信号的场强或邻近单元的单元或基站标志符。如果移动台能够接收该单元的下行链路信号，则邻近单元上的这个信息就被发送到蜂窝网。当MS在位置(1)到达单元A的无线电覆盖区域时，它能够接收到单元A的下行链路信号，并开始对单元A的单元或基站标志符进行解码。当还没有可能要移动台MS去解码单元或基站标志符时，邻近单元上的信息在测量结果中是无价值的，因为它不能确定测量结果与合适的单元有关，因此邻近单元不能被用作移交情况下的一个目标单元。在位置(2)，例如由于服务单元S的低接收电平，蜂窝网检查出移交的要求。如果单元S和单元A的重叠范围OA是这样小，以致移动台MS在邻近单元A的基站标志符被解码之前，在位置(2)到达单元S的覆盖范围，则到单元A的移交就不能进行而呼叫将会丢失。
目前在蜂窝系统中，有几种解决这个问题的方法。加大单元的尺寸并使天线定向以便实现所要求的单元重叠。这些解决方法特别是在网络规划中又会引起某些其它的问题。单元S的覆盖范围的增加能够引起网络某些部分的同波道干扰。在单元A的覆盖范围增大的情况下，除了会发生同波道干扰外，微单元所获得的优点也丢失了。单元A指向单元S的天线定向所产生的通道不得不被其它单元填满。
本发明的目标是一个用来减轻和消除上述问题的新方法。
这是用序言中公布的按照本发明的一个蜂窝移动台系统实现的，其特征在于：一个第一单元，其中阻碍无线电信号传播的地形障碍、建筑物或类似的阻碍物正屏蔽着邻近诸单元中的一个单元的下行链路传输，以致在上述第一单元和上述邻近诸单元中的一个单元间的重叠是不充分的，它装备有上述邻近诸单元中一个单元的一个转发器或天线，这在上述第一单元扩展了上述邻近诸单元中一个单元的下行链路传输的覆盖范围，用来对上述邻近诸单元中一个单元的下行链路传输进行先期的传输和解码。
本发明的基本思想就是在移动台能够听取邻近单元的实际下行链路传输之前使得移动台有可能检测一个邻近单元并解码单元标志符，比如一个基站标志符。因此，诸单元的重叠范围的尺寸要求相对于实际覆盖范围来说，特别是不如现有技术解决方案的微单元范围那样大。按照本发明对一个邻近单元的先期的检测和解码的产生是通过扩展邻近单元的覆盖范围到仅服务于下行链路方向的单元的范围，其中阻碍无线电信号传播的障碍物正屏蔽着邻近单元的下行链路传输。当邻近单元的扩展目标仅仅是准备用于快速移交时，在上行链路方向不必进行等量的扩展。按照本发明对一个邻近单元的先期检测和对基站标志符的解码，就在到达邻近单元的实际覆盖范围之前，使邻近单元能被选为移交的一个可能的目标单元，因而保证一个快速移交并维持该呼叫，即使可能没有足够的时间来对来自邻近单元的实际下行链路传输的基站标志符进行解码。本发明能够在现有的网络规划上实现，而不需以任何形式改变现有网络规划的单元。这是一个很重要的优点，因为特别是在微单元环境下，重新组织网络规划是很困难的，例如，扩展诸单元可能会干扰其他的微单元。
参考附图，利用优选实施例来更详细地说明本发明，这里
图1说明在现有技术的移动台系统中移交的情况，这是从隧道内的一个单元移向隧道外一个单元的时刻，
图2说明一个蜂窝移动台系统，按照本发明邻近单元的下行链路方向的扩展是在隧道单元内完成的。
本发明可适用于任何蜂窝移动台网，其中移动台完成为移交的对邻近单元的测量并要求诸单元的覆盖范围有足够的重叠，以保证有一段充足的时间用来对邻近单元的下行链路信号进行接收和解码。下面，将使用GSM移动台系统作为一个例子来解释本发明，但这并不限制本发明。
GSM(移动通信全球系统)是一个泛欧数字移动台系统。图2仅是公开了GSM系统的某些基本结构，而没有进一步指明其特性和该系统的其他部分。关于对GSM系统更详细的描述可参考GSM说明书和“用于移动通信的GSM系统”M.Mouly&M.pautet，palaiseau，法国，1992，ISBN：2-9507190-0-0-7。
一个移动业务交换中心MSC维护输入和输出呼叫的交换，它完成类似于公共交换电话网中心的工作。除了上述外，它还完成只有移动电话业务的功能特性，例如用户定位管理。移动无线电台或移动台MS通过基站系统BSS都连结到中心MSC。基站系统BSS包含一个基站控制器BSC和若干基站BTS。一个基站控制器BSC用来控制几个基站BTS。BSC的一个功能就是例如在移交是在基站内进行或是在两个基站间进行时，这两种移交都是由同一BSC控制的。为了简单起见，仅有一个基站系统BSS示于图2中，其中两个基站BTS1和BTS2连接到基站控制器BSC。基站的无线电覆盖范围包含相应的无线电单元S和A。
正进行呼叫的移动台MS不断地测量从服务单元接收的信号的质量或电平和邻近单元的控制信道频率的接收电平以便准备移交。服务单元通知移动台它应测量哪些邻近单元。在GSM系统中，移动台听取和测量的控制信道载波被称为广播控制信道BCCH。为了使移动台MS能够区分带有相同的BCCH载波的单元，在BCCH传输中包含一个基站身份代码BSTC。在某些情况下，MS从相同载波频率的不同单元接收两个BCCH传输是可能的。正如早先所述，移动台MS装有一个为了测量邻近单元它应该观测的载波频率表。在一个报表信息中，移动台常规地发送它到服务基站BTS，而它最多包含6个邻近单元的测量结果，移动台必须通知每个已测量的BCCH载波的BSIC，根据它来报告测量结果。这意味着移动台必须解码在BCCH载波上的同步信道SCH来找出邻近单元的BSIC。基站BTS将来自移动台MS的测量报告发送到基站控制器BSC，后者能够检查出在不确定的情况下实际上已经测量了哪个单元。如果BCCH载波的BSIC没有被解码，则不对上述BCCH载波的测量结果作进一步报告，而与那里有关的邻近单元不能被选为移交的一个可能的目标单元。
在图2的蜂窝系统中，基站BTS1的单元S是在隧道23内受到阻碍的一个单元，它的覆盖范围仅仅延伸到隧道出口稍外的地方。相应地，基站BTS2的单元A是在隧道23外的一个单元，它的覆盖范围完全没有延伸到隧道23的内部。因此，单元S和A的重叠范围OA很小，并且当移动台MS正从隧道移向重叠范围OA时，它没有提供移动台MS足够的时间在所有的位置来测量和解码基站BTS2的BCCH载波。随后可能是转换失败和呼叫丢失，正如结合图1时所解释的那样。
按照本发明，形成一个扩展的覆盖范围A′，用于单元S内部的下行链路BCCH信号，单元S所在的范围内隧道23阻碍了基站BTS2的实际覆盖范围A的大小。这个扩展范围A′是用位于单元A外隧道23和单元S内的一个转发器和一个定向天线22完成的。该转发器和天线22利用一条电缆21连接到基站BTS2。单元A的下行链路BCCH信号以这样的电平被发送到扩展范围A′，使得在这个范围内的移动台能够解码单元A的标志符BSIC。此外，这样定位转发器和天线22使单元A和扩展范围A′彼此不会严重地引起任何干扰。例如，通过测量单元A的信号电平就能找出扩展范围A′内转发器和天线22的位置。
下面，利用一个实例来研究扩展范围A′对移交的影响。首先假设移动台MS连接到服务单元S。当移动台MS移向邻近单元A时，它将在位置(3)到达邻近单元的扩展范围A′。在这个位置，移动台MS能够接收通过转发器和天线22发送的单元A的BCCH载波，因而准备开始解码BSIC。如果BSIC被解码，MS将存贮该BSIC。当这个BSIC载波不再是6个最强的载波中的一个时，按照GSM技术条件0508 BSIC应该至少维持10秒钟。这个时间等量于以50km/h的速度移动大约140米的距离。当移动台在位置(1)到达邻近单元A的实际覆盖范围时，由于扩展范围A′邻近单元A的标志符BSIC已被解码。所以在移交的情况下，单元A可被认为是一可能的目标单元。如果移动台MS很快地移动到单元S和A的区域内，就有可能维持存在存贮器内的BSIC象从区域A′到区域A所需要的那样长的时间。如果移动台MS移动很慢，它可能丢失区域A′和A间的BSIC信息，而在单元S和A的重叠区域OA内再次对它解码。移动台发送测量结果经过基站BTS1到基站控制器BSC。
基站控制器BSC在位置(2)检测移交的需要。例如，根据服务单元S的低接收电平来检测这个需要。当检测移交的需要时，该呼叫被传递到一个适合的邻近单元。就这样，目标单元就是单元A，它已被发现是为了移交的适合的邻近单元。这意味着利用BSIC解码已经识别了单元A，并且单元A的接收电平足够维持该呼叫。
以上利用位于隧道内的单元S作为一个例子解释了本发明，总之，本发明不会受限于这个实例，它能应用于网络的任何静区来解决同样的问题。例如单元S可能是建筑物内的一个单元，而单元A可能是建筑物外入口处的一个单元。既然是那样，例如扩展区A′可能位于建筑物内入口前的门厅内。此外，单元S可能是多层停车场内的一个单元，而单元A可能是停车场内入口处的一个单元。既然如此，例如扩展区A′可能位于停车场内入口前。另外，单元S可能是在高大建筑物间覆盖它们之间街道的一个单元，而单元A可能是覆盖交叉街道的一个单元。
当需要时，可以组成一个扩展区，这可利用一个天线、几个天线、一个天线和一个转发器的组合、一个漏泄(辐射)电缆或在每个特殊情况下可实现适合的下行链路扩展区的任何设备。
有关的图形和解释仅是意味着来说明本发明。可以理解，在不偏离附有的权利要求书的精神和范围的条件下，对于已发表的蜂窝系统还可能进行某些修改。

Claims (6)

1.一种蜂窝移动台系统，其中移交判决是以用移动台测量服务单元(S)和邻近单元(A)的下行链路传输为基础的，而其中的诸单元通常被安排成一个部分重叠的形式(OA)，以便保证有一段足够的时间用来接收和解码邻近诸单元的下行链路的传输和用于移交判决，
其特征在于：第一单元(S)，在那里阻碍无线电信号传播的地形障碍、建筑物或类似的障碍物(3，23)正屏蔽着邻近诸单元中一个单元(A)的下行链路传输，以致在上述第一单元和上述邻近诸单元中的一个单元间的重叠(OA)是不充分的，它装备有上述邻近诸单元中一个单元的一个转发器或一个天线(22)，这把上述邻近诸单元中一个单元(4)的下行链路传输的覆盖范围(A′)扩展到上述第一单元(S)内，用来对上述邻近诸单元中的一个单元的下行链路传输进行先期的传输和解码。
2.按照权利要求1的蜂窝移动台系统，其特征在于：上述邻近诸单元中一个单元的扩展的下行链路覆盖范围(A′)允许对上述邻近诸单元中一个单元的下行链路信号进行先期解码，因而在到达邻近单元的实际覆盖范围(A)之前，能将上述邻近诸单元中的一个单元的先期识别作为一个可能的目标单元用于移交。
3.按照权利要求1或2的蜂窝移动台系统，其特征在于：扩展的下行链路覆盖范围(A′)和实际的覆盖范围(A)是彼此分离的。
4.按照权利要求1、2或3的蜂窝移动台系统，其特征在于：上述第一单元(S)是建筑物内的一个单元，而上述邻近诸单元中的一个单元(A)是建筑物外的一个单元。
5.按照权利要求1、2或3的蜂窝移动台系统，其特征在于：上述第一单元(S)是隧道内的一个单元，而上述邻近诸单元中的一个单元(A)是隧道外的一个单元、
6.按照上述权利要求中任一项的蜂窝移动台系统，其特征在于：该天线(22)是一个漏泄电缆。
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