[發(fā)明專利]蜂窩通信系統(tǒng)及其半硬切換方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 94194906.0
• 申請日: 1994-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN1080979C
• 公開（公告）日: 2002-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 帕特·馬斯英斯金
• 申請（專利權(quán)）人: 諾基亞電信公司
• 主分類號(hào): H04Q7/38
• 分類號(hào): H04Q7/38
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王以平

本發(fā)明涉及蜂窩通信系統(tǒng)。特別是一種為移動(dòng)站和基站之間切換而改進(jìn)的新型系統(tǒng)，這些基站是連接在一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)中的不同移動(dòng)交換中心上的。

碼分多址(CDMA)調(diào)制方式是若干種數(shù)字通信技術(shù)中的一種，這些技術(shù)用來使多個(gè)移動(dòng)用戶能夠共同使用同一個(gè)無線頻段，蜂窩通信系統(tǒng)就是這樣。其它人們熟知的無線接入技術(shù)有時(shí)分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)。與本發(fā)明緊密相關(guān)的軟切換概念對(duì)上述三種多址接入技術(shù)確實(shí)非常適用，與常規(guī)硬切換方式相比，將會(huì)增加系統(tǒng)容量，減少漏失的呼叫。然而，在CDMA中必須使用軟切換，因?yàn)槌Ｒ?guī)硬切換會(huì)造成低劣的系統(tǒng)性能。本發(fā)明的背景是將其運(yùn)用于一個(gè)CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，但不應(yīng)被理解為，本發(fā)明只限于CDMA。有一個(gè)將CDMA用于蜂窩通信系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，在“將碼分多址(CDMA)應(yīng)用于數(shù)字蜂窩及個(gè)人通信網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)”一文中對(duì)這個(gè)實(shí)例有詳細(xì)描述，論文作者是Allen?Salmasi和Klein?S.Gilhousen.，發(fā)表于第41屆IEEE移動(dòng)技術(shù)會(huì)議，會(huì)議于1991年5月19-22日在密蘇里州圣路易斯召開。

在上述論文中，描述了一種直接序列CDMA(DS-CDMA)，下文簡寫為CDMA技術(shù)，利用這種技術(shù)一些用戶移動(dòng)站(MS)與基站(BS，或稱為小區(qū)節(jié)點(diǎn))用CDMA無線擴(kuò)頻信號(hào)，在上行鏈路(從移動(dòng)站到基站)和下行鏈路(從基站到移動(dòng)站)上進(jìn)行通信。圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的一種典型的CDMA通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)配置?；綛S10，12，14，16將來自或傳給用戶移動(dòng)站20的這些CDMA無線信號(hào)轉(zhuǎn)換成能和地面通信傳輸設(shè)備，如廣泛使用的脈沖編碼調(diào)制(PCM)電路設(shè)備，相配合的適用形式的信號(hào)。基站接著把上、下行鏈路方向上的這些用戶信號(hào)傳遞給移動(dòng)交換中心1或2(MSC，又稱為移動(dòng)交換機(jī)或移動(dòng)電話交換局(MTSO))，作進(jìn)一步的處理。

上述用戶通信信號(hào)包括數(shù)字化語音信號(hào)和控制信息(也稱為信令)。MSC對(duì)上述支路進(jìn)行復(fù)用和轉(zhuǎn)換操作，并將語音信號(hào)傳送給另一個(gè)用戶，例如在公共交換電話網(wǎng)(PSTN)中的用戶。MSC還生成信令信息，解釋信令信息，并對(duì)信令信息作出反應(yīng)，由此控制用戶之間的全部通信鏈路。這些通信鏈路控制功能包括管理與一般呼叫有關(guān)的事件，如呼叫的建立和拆除，也包括管理與CDMA無線鏈路有關(guān)的事件，如CDMA無線鏈路品質(zhì)的下降及接著發(fā)生的切換的開始。

如果CDMA應(yīng)用于地面移動(dòng)通信系統(tǒng)中典型的中、大型規(guī)模小區(qū)時(shí)，多路徑無線傳播環(huán)境里的傳播平均延遲時(shí)間常常大于DS-CDMA信號(hào)的碼片長度。這樣使得CDMA只能在異步模式下工作，其結(jié)果是擴(kuò)頻多址接入用戶信號(hào)的正交性無法僅通過正交擴(kuò)頻碼獲得。因此，影響通信的系統(tǒng)自身誘發(fā)的干擾不僅存在于來自不同小區(qū)的信號(hào)之中，還有相當(dāng)一部分在同一小區(qū)的信號(hào)之內(nèi)(稱為CDMA小區(qū)內(nèi)干擾)。對(duì)這樣的CDMA蜂窩系統(tǒng)，在整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要目標(biāo)就是盡可能減少對(duì)在通信用戶中產(chǎn)生額外的CDMA的干擾，并且，要盡可能接收和利用來自所要的CDMA用戶信號(hào)中的能量。這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，盡管對(duì)蜂窩通信系統(tǒng)的其它多址接入方式也是一個(gè)一般的要求，但對(duì)FDMA和TDMA系統(tǒng)，這一要求不如對(duì)CDMA那么嚴(yán)格，因?yàn)樵谶@兩種系統(tǒng)中，小區(qū)內(nèi)干擾可以分別利用TDMA和FDMA的內(nèi)在特性而得以避免，而且可利用預(yù)先計(jì)劃的蜂窩式頻率重復(fù)利用方法來加以限制。因此，與FDMA，TDMA不同，CDMA在嚴(yán)格限制干擾的方式下工作。

雖然軟切換也能夠增加TDMA的系統(tǒng)容量，其效果卻不如CDMA系統(tǒng)，下面以一個(gè)CDMA蜂窩電信系統(tǒng)為例來說明本發(fā)明。

有幾種實(shí)現(xiàn)上述CDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的方式，可以被認(rèn)為是上述CDMA蜂窩電信系統(tǒng)的示例性實(shí)施例。例如，所謂的MS發(fā)射功率閉環(huán)控制方式，其目的在于使一個(gè)BS內(nèi)收到的所有上行鏈路的信號(hào)質(zhì)量始終保持一致，這是相對(duì)于具有快衰落和慢衰落過程的迅速變化的無線傳播信道背景而言的。為此，基站周期地測量每一條MS的CDMA上行鏈路來的Eb/No值，這個(gè)值表明了信號(hào)的品質(zhì)，然后通過下行鏈路發(fā)出相應(yīng)的功率控制命令給MS，用來相應(yīng)地調(diào)節(jié)其CDMA發(fā)射器的功率。在理想情況下，BS收到的所有MS的CDMA上行鏈路信號(hào)具有相同的品質(zhì)，根據(jù)預(yù)先確定的品質(zhì)門限值，只需最少的調(diào)節(jié)就可以維持通信鏈路。

另一實(shí)現(xiàn)前述系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的的實(shí)施例是在一個(gè)正在工作的CDMA通信過程中，結(jié)合信號(hào)分集合并的輔助移動(dòng)軟切換方式，這一與本發(fā)明密切相關(guān)的方法將在下面闡述。