專利名稱：用于在蜂窩狀通信系統(tǒng)中提供靜錐區(qū)的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及其中設有多個基站的蜂窩狀通信系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及用于在不同蜂窩狀系統(tǒng)的基站之間進行切換的新穎和經(jīng)改進的技術。
相關技術描述對于碼分多址(CDMA)調(diào)制技術的運用只是用于利用其中出現(xiàn)大量系統(tǒng)用戶的通信的幾種技術中的一種技術。雖然已知其它技術(諸如，時分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)，但是CDMA比起這些其它調(diào)制技術具有明顯的優(yōu)點。在美國專利第4,901,307號(發(fā)明名稱“運用地面中繼站或衛(wèi)星的擴頻多址通信系統(tǒng)”，已轉讓給本發(fā)明的受讓人，并作為參考資料在此引入)中描述對于在多址通信系統(tǒng)中的CDMA技術的運用。
在上述專利中，描述多址技術，其中大量移動電話系統(tǒng)用戶(每個用戶都具有收發(fā)機(也稱為遠端單元(remote unit)))，運用CDMA擴頻通信信號，通過衛(wèi)星中繼站或地面基站(也稱為基站或蜂窩區(qū)點(cell-site))進行通信。在運用CDMA通信過程中，可以多次重復使用頻譜。比起運用其它多址技術可獲得的頻譜效率，對CDMA技術的運用導致更高的頻譜效率，從而允許系統(tǒng)用戶容量的增加。
在美國國內(nèi)所用的傳統(tǒng)的FM蜂窩狀電話系統(tǒng)一般被稱為先進的移動電話業(yè)務(AMPS)，而且在電子工業(yè)協(xié)會標準EIA/TIA-553“移動站-地站兼容性規(guī)范”中詳細描述。在這種傳統(tǒng)FM蜂窩狀電話系統(tǒng)中，把可獲得的頻帶分成帶寬一般為30KHz(kHz)的信道。地理上，把系統(tǒng)業(yè)務區(qū)分成尺寸可變化的基站覆蓋區(qū)。把可獲得的頻率信道分成組。用這種方法，把頻率組分配給覆蓋區(qū)，以使同信道干擾的可能性減至最小。例如，考慮到其中存在幾個頻率組和覆蓋區(qū)是等邊六邊形的系統(tǒng)。在六個最鄰近的覆蓋區(qū)中不運用在一個覆蓋區(qū)中用到的頻率組。
在傳統(tǒng)蜂窩狀系統(tǒng)中，用切換方案以當遠端單元通過在兩個不同基站的覆蓋區(qū)之間的邊界時，允許繼續(xù)通信連接。在AMPS系統(tǒng)中，當在現(xiàn)行基站中處理呼叫的接收機注意到來自遠端單元的信號強度低于預定閾值時，啟動從一個基站到另一個基站的切換。低信號強度指示意味著遠端單元必需在基站的覆蓋區(qū)邊界附近。當信號電平低于預定閾值時，現(xiàn)行基站要求系統(tǒng)控制器確定附近的基站是否接收到具有強于當前基站的信號強度的遠端單元信號。
系統(tǒng)控制器響應于現(xiàn)行基站詢問，把消息送到發(fā)出切換請求的鄰近基站。在該現(xiàn)行基站附近的每個基站采用特定的掃描接收機，它在它進行操作的信道上尋找來自遠端單元的信號。如果一個鄰近的基站向系統(tǒng)控制器報告足夠的信號電平，就試圖對現(xiàn)被看作目標基站的該鄰近基站進行切換。然后，通過從在目標基站中用到的信道組中選擇空閑信道啟動切換支持的新信道。把控制消息送到遠端單元，命令它從當前信道轉換到目標基站支持的新信道。與此同時，系統(tǒng)控制器將呼叫連接從現(xiàn)行基站轉換到目標基站。把該處理過程稱為硬切換。用術語硬用于表示切換的“進行之前斷開(break-before-make”特性。
在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，如果對目的基站進行的切換不成功的話，那么落下(drop)(即，斷開)呼叫連接?？赡艹霈F(xiàn)硬切換失敗的原因有很多。如果在目標基站中沒有可獲得的空閑信道，那么切換可能失敗。當事實上基站正運用相同信道與遠程基站通信來接收不同的遠端單元信號時，如果一個鄰近基站報告接收到來自遠端單元的信號，那么切換也可能失敗。這個報告誤差導致把呼叫連接轉移到錯誤的基站，一般是其中來自實際遠端單元的信號強度不足以保持通信。此外，如果遠端單元不能接收轉換信道的命令，切換就失敗。實際操作經(jīng)驗表示經(jīng)常發(fā)生切換失敗，這樣大大降低系統(tǒng)的可靠性。
當遠端單元在大多時間內(nèi)保持在兩個覆蓋區(qū)之間的邊界附近時會發(fā)生在傳統(tǒng)AMPS電話系統(tǒng)中的另一個普遍問題。在這種情況下，當遠端單元位置變化或者當在覆蓋區(qū)內(nèi)的其它反射或衰落物體的位置變化時，信號電平趨于相對于每個基站而波動。這種信號電平波動可以導致“乒乓”(ping-ponging)情況，其中進行重復請求以在兩個基站之間來回切換呼叫。這種附加的不需要的切換增加了不留意中斷呼叫的可能性。此外，即使重復切換成功，要就此影響到信號的質(zhì)量。
在美國專利第5,101,501號(發(fā)明名稱“用于在CDMA蜂窩狀電話系統(tǒng)中進行通信的過程中提供軟切換的方法和系統(tǒng)”，1992年3月31日頒布，并已轉讓給本發(fā)明的受讓人)中，揭示了用于在CDMA呼叫的切換期間，通過多個基站與遠端單元進行通信的方法和系統(tǒng)。在蜂窩狀系統(tǒng)中運用這種切換通信不會被從現(xiàn)行基站到目標基站的切換中斷?？梢园堰@種切換稱為“軟”切換，其中在終止與第一現(xiàn)行基站進行的通信之前，建立與目標基站的同時通信，其中目標基站稱為第二現(xiàn)行基站。
在美國專利第5,267,261號(發(fā)明名稱“在CDMA蜂窩狀通信系統(tǒng)中的移動站輔助(assisted)軟切換”，1993年11月30日頒布，下面稱為第’261號專利，已被轉讓給本發(fā)明的受讓人)中揭示了經(jīng)改進的軟切換技術。在’261號專利的系統(tǒng)中，根據(jù)在遠端單元處對由在系統(tǒng)內(nèi)的每個基站發(fā)送的“導頻”信號的強度進行測量的結果，控制軟切換處理。這些導頻強度測量通過利用可行的(viable)基站切換候選者的標識協(xié)助軟切換處理。
更具體地說，在’261號專利的系統(tǒng)中，遠端單元監(jiān)測來自鄰近基站的導頻信號的信號強度。鄰近基站的覆蓋區(qū)實際上不需要與該基站的覆蓋區(qū)鄰接，而與該基站建立現(xiàn)行通信。當來自一個鄰近基站的導頻信號的測得信號強度超過給定閾值時，遠端單元通過現(xiàn)行基站，把信號強度消息送到系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器命令目標基站建立與遠端單元的通信，并通過現(xiàn)行基站命令遠端單元建立通過目標基站的同步通信，同時保持與現(xiàn)行基站進行通信。對于附加基站可以繼續(xù)該處理過程。
當遠端單元檢測到與遠端單元進行通信的一個基站相對應的導頻的信號強度已低于預定電平時，遠端單元通過現(xiàn)行基站，向系統(tǒng)控制器報告相應基站的測得信號強度。系統(tǒng)控制器把命令消息送到指定的基站和遠端單元，以終止通過指定的基站進行的通信，同時保持通過另一現(xiàn)行基站或另幾個基站進行的通信。
雖然上述技術很適于由相同系統(tǒng)控制器控制的在相同蜂窩狀系統(tǒng)中的基站之間的呼叫轉移，但是當遠端單元從另一個蜂窩狀系統(tǒng)移至由基站服務的覆蓋區(qū)時將會出現(xiàn)更加困難的情況。存在于這種“系統(tǒng)間(intersystem)”切換的一個復雜的因素是由不同的系統(tǒng)控制器控制每個系統(tǒng)，而且一般在第一系統(tǒng)的基站和第二系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器之間沒有直接鏈路(反之亦然)。從而，阻止兩個系統(tǒng)在切換過程中，通過多個基站同時進行遠端單元通信。即使當在兩個系統(tǒng)之間存在的系統(tǒng)間鏈路可以利用系統(tǒng)間軟切換，但是兩個系統(tǒng)的不同特性經(jīng)常使軟切換處理復雜化。
當不能用資源來進行系統(tǒng)間軟切換時，如果要保持不可中斷的業(yè)務，那么對從一個系統(tǒng)到另一個系統(tǒng)的呼叫連接進行“硬”切換就變得很關鍵了。必須在可能導致成功地在系統(tǒng)之間轉換呼叫連接的時間和位置進行系統(tǒng)間切換。例如，僅在下列時候進行切換(i)在目標基站中可獲得空閑信道，(ii)遠端單元在目標基站和現(xiàn)行基站的范圍內(nèi)，和(iii)遠端單元在保證接收到轉換信道的命令。
理想的是，應用把在不同系統(tǒng)的基站之間進行“乒乓”(ping-ponging)切換的請求的可能性減至最小的方法，進行這種系統(tǒng)間硬切換。
現(xiàn)存系統(tǒng)間切換技術的這些和其它缺點損壞了蜂窩狀通信的質(zhì)量，而且預計當競爭蜂窩狀系統(tǒng)(competing cellular system)繼續(xù)增加，可能降低性能。因此，需要能夠在不同系統(tǒng)的基站之間可靠地執(zhí)行系統(tǒng)間切換的技術。
發(fā)明概述本發(fā)明是用于在通信網(wǎng)絡內(nèi)識別區(qū)域的方法和裝置。在空間上，在點到點微波鏈路周圍構造靜錐區(qū)。靜錐區(qū)是導頻信號，它作為對檢測它的遠端單元的參考信號。當遠端單元向與靜錐區(qū)相對應的導頻信號報告檢測結果時，系統(tǒng)控制器知道導頻信號是靜錐區(qū)指示，而不是可變候選導頻信號。系統(tǒng)控制器用對靜錐區(qū)導頻信號的接收作為啟動硬切換的激勵信號。一般，雖然可以執(zhí)行其它類型的切換，但是執(zhí)行的切換是系統(tǒng)內(nèi)CDMA至CDMA不同頻率切換。
特別是，靜錐區(qū)導頻信號與任一基站無關。一般，由與提供點到點微波鏈路的定向微波天線并排排列的導頻信標單元生成靜錐區(qū)導頻信號。存在著可以使用的兩種不同的靜錐區(qū)拓撲結構。在第一種拓撲結構中，窄發(fā)送頻帶保護點到點微波鏈路的兩側。在第二中拓撲結構中，靜錐區(qū)導頻信號和點到點微波鏈路實際上覆蓋相同的覆蓋區(qū)。


當結合附圖，通過下面的詳細說明，本發(fā)明的特性、目的和優(yōu)點將變得顯而易見。
圖1示出蜂窩狀WLL、PCS或無線PBX系統(tǒng)的示例圖；圖2示出包括分別由第一(MSC-I)和第二(MSC-II)移動交換中心控制的第一和第二蜂窩狀系統(tǒng)的蜂窩狀通信網(wǎng)絡；圖3示出與在兩個定向微波天線之間的點到點微波鏈路并排排列的蜂窩狀通信系統(tǒng)；圖4A示出FM系統(tǒng)的硬切換區(qū)域的更理想表示法；圖4B示出CDMA系統(tǒng)的硬和軟切換區(qū)域的更理想表示法；圖4C示出與CDMA至CDMA不同頻率切換相對應的切換區(qū)域的更理想表示法；圖5示出一組內(nèi)部的、過渡和第二系統(tǒng)基站，并用于示出遠端單元測量指向硬切換(remote unit measurement directed hard handoff)表格的功能；圖6示出三扇區(qū)基站的天線模式；圖7示出在CDMA至CDMA相同頻率切換中檢測規(guī)則的運用；圖8示出在CDMA至CDMA不同頻率切換中檢測規(guī)則的運用；圖9示出在提供CDMA至CDMA不同頻率切換的結構中兩個并排設置的基站；圖10示出從CDMA系統(tǒng)至運用不同技術提供業(yè)務的系統(tǒng)的切換；圖11示出運用單個多扇區(qū)基站提供CDMA至CDMA不同頻率切換的另一種結構；圖12是包括接收分集的現(xiàn)有技術基站的方框圖；圖13是具有發(fā)送分集(transmit diversity)的邊分基站產(chǎn)生路徑分集(pathdiversity)的方框14表示用并排設置的基站來執(zhí)行硬切換；圖15表示用大部分覆蓋區(qū)重疊的相鄰設置的基站來執(zhí)行硬切換；圖16示出在與點到點微波鏈路交叉的CDMA系統(tǒng)中的“靜錐區(qū)”的應用；和圖17示出在與點到點微波鏈路交叉的CDMA系統(tǒng)中的“靜錐區(qū)”的應用，其中靜錐覆蓋區(qū)(cone of silence coverage area)與微波覆蓋區(qū)實質(zhì)上是相同的。
較佳實施例的描述在圖1中示出蜂窩狀電話系統(tǒng)、無線專用小交換機(PBX)系統(tǒng)、無線本地環(huán)路(WLL)、個人通信系統(tǒng)(PCS)系統(tǒng)或其它類似的無線通信系統(tǒng)。在另一個實施例中，圖1的基站可能基于衛(wèi)星。如圖1所示的系統(tǒng)可以采用用于在大量遠端單元和大量基站之間進行通信的各種多址調(diào)制技術。在現(xiàn)有技術中已知大量多址通信系統(tǒng)技術(諸如，時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)和幅度調(diào)制(AM)方案(諸如，幅度壓縮單變帶(amplitude companded single sideband)。然而，CDMA的擴展頻譜調(diào)制技術要優(yōu)于這些用于多址通信系統(tǒng)的調(diào)制技術。在美國專利第4,901,307號(1990年2月13日頒布，發(fā)明名稱“運用地面中繼站的衛(wèi)星的擴頻譜多址通信系統(tǒng)”，已轉讓給本發(fā)明的受讓人，并作為資料在此引入)中描述了在多址通信系統(tǒng)中CDMA技術的應用。即使相對于CDMA系統(tǒng)描述較佳實施例，這里所述的多個原理可以接合多種通信技術一起使用。
在上述美國專利第4,901,307號中，描述多址技術，其中具有收發(fā)機的大量移動電話系統(tǒng)用戶運用CDMA擴展頻譜通信信號，通過衛(wèi)星中繼站或地面基站進行通信。在運用CDMA通信的過程中，可以多次重復使用相同的頻譜，來與多個不同的通信信號通信。運用CDMA可獲得比通過運用其它多址技術可獲得的頻譜效率(spectral efficiency)更高的頻譜效率，從而增加了系統(tǒng)用戶的容量。
在典型的CDMA系統(tǒng)中，每個基站發(fā)送唯一導頻信號。在較佳實施例中，導頻信號是由每個基站運用普通偽隨機噪聲(PN)擴展碼陸續(xù)發(fā)送的不經(jīng)調(diào)制、定向序列(direct sequence)、擴展頻譜信號。每個基站或基站扇區(qū)及時發(fā)送來自其它基站的公共導頻序列偏置。遠端單元可以根據(jù)它接收到的來自基站的導頻信號的代碼相位偏置，識別基站。導頻信號還提供用于相干解調(diào)和用于切換確定的信號強度測量的基礎的相位參考。
再參考圖1，系統(tǒng)控制器和交換機10(還稱為移動交換中心(MSC))一般包括用于向基站提供系統(tǒng)控制的接口和處理電路?？刂破?0還控制電話呼叫從公共交換電話網(wǎng)(PSTN)到適當?shù)幕镜穆窂揭园l(fā)送到適當遠端單元。控制器10還控制呼叫從遠端單元通過至少一個基站到PSTN的路徑?？刂破?0還通過適當?shù)幕驹谶h端單元之間指導呼叫。
典型的無線通信系統(tǒng)包括具有多個扇區(qū)的一些基站。多扇區(qū)基站包括多個獨立的發(fā)送和接收天線以及一些獨立處理電路。本發(fā)明一樣用于分區(qū)基站的每個扇區(qū)和單個扇區(qū)獨立基站?？杉僭O術語基站是指基站的扇區(qū)或者單扇區(qū)基站。
控制器10還可通過各種裝置(諸如，專用電話線、光纖鏈路或者通過微波通信鏈路)耦連到基站上。圖1示出示例基站12、14、16和示例遠端單元18。遠端單元18可以是基于車輛的電話、手提便攜式裝置、PCS裝置或者固定位置無線本地環(huán)裝置或者任何其它確認話音或者數(shù)據(jù)通信裝置。箭頭20A-20B示出在基站12和遠端單元18之間的可行通信鏈路。箭頭22A-22B示出示出在基站14和遠端單元18之間的可行通信鏈路。類似地，箭頭24A-24B示出在基站16和遠端單元18之間的可行通信鏈路。
設計基站位置以向位于它們覆蓋區(qū)內(nèi)的遠端單元提供業(yè)務。當遠端單元是空的，即，沒有任何呼叫正在進行中，遠端單元不斷地監(jiān)測從每個鄰近基站的導頻信號發(fā)送。如圖1所示，由基站12、14和16分別在通信鏈路20B、22B和24B上把導頻信號發(fā)送到遠端單元18。一般而言，術語前向鏈路是指從基站到遠端單元的連接。一般而言，術語反向鏈路是指從遠端單元到基站的連接。
在如圖1所示的例子中，遠端單元18可被認為是在基站16的覆蓋區(qū)中。當這種遠端單元18趨于在高于它監(jiān)測的任何其它導頻信號的電平下，接收來自基站16的導頻信號。當遠端單元18開始話務信道通信(traffic channelcommunication)(即，電話呼叫)時，把控制消息發(fā)送到基站16?；?6一旦接收到呼叫請求消息，信號控制器10就傳遞被呼電話號碼。然后，控制器10通過PSTN把呼叫連接到預定接收者。
如果從PSTN啟動呼叫，控制器10就把呼叫信息發(fā)送到在遠端單元最近出現(xiàn)的位置附近的一組基站?；痉催^來廣播尋呼消息。當預定遠端單元接收到它的尋呼消息，它就用發(fā)送到最近基站的控制消息來響應?？刂葡⑼ㄖ刂破?0，它的特定基站正與遠端單元進行通信。控制器10最初通過該基站把呼叫送到遠端單元。
如果遠端單元18移出最初的基站(例如，基站16)的覆蓋區(qū)，那么把通信轉移到另一個基站。把通信轉移到另一個基站的處理稱為切換。在較佳實施例中，遠端單元啟動并協(xié)助切換處理。
根據(jù)“用于雙模式寬帶擴頻譜蜂窩狀系統(tǒng)的移動站-基站兼容性標準”TIA/EIA/IS-95(一般簡稱為IS-95)，可由遠端單元本身啟動“遠端單元協(xié)助”的切換。遠端單元安裝有搜索接收機，它用于掃描鄰近基站的導頻信號發(fā)送并執(zhí)行其它功能。如果一個鄰近基站(例如，基站12)的導頻信號的強度大于給定閾值，那么遠端單元18把消息發(fā)送到當前基站，基站16。通過基站16把信息送到控制器10?？刂破?0一旦接收到該信息，就可以開始在遠端單元18和基站12之間的連接?？刂破?0要求基站12把資源分配給呼叫。在較佳實施例中，基站12分配信道單元(channel element)以處理呼叫并向控制器報告這種分配?？刂破?0通過基站16通知遠端單元18搜索來自基站12的信號并通知遠端單元的基站話務信道參數(shù)。遠端單元18通過基站12和16進行通信。在這個處理過程中，遠端單元繼續(xù)識別和測量它接收到的導頻信號的信號強度。通過這種方法，獲得遠端單元協(xié)助的軟切換。
還可以把上述處理稱為“軟”切換，其中遠端單元同時通過多個基站進行通信。在軟切換期間，MSC可以組合從正與遠端單元進行通信的每個基站接收到的信號或在它們之間進行選擇。MSC把來自PSTN的信號轉接到正與遠端單元進行通信的每個基站。遠端單元把它從每個基站接收到的信號組合起來以產(chǎn)生總和結果。
一旦檢查軟切換的處理，顯然MSC提供對處理的集中控制。如果遠端單元偶爾位于不在相同蜂窩狀系統(tǒng)內(nèi)(即，不由相同的MSC控制的)的兩個或多個基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，那么由遠端單元協(xié)助的切換趨于更加復雜。
圖2示出蜂窩狀通信網(wǎng)絡30，它包括分別在第一和第二移動交換中心(即，MSC-I和MSC-II)的控制下的第一和第二蜂窩狀系統(tǒng)。MSC-I和MSC-II通過各種裝置(諸如，專用的電話線、光纖鏈路或者通過微波通信鏈路)，分別耦連到第一和第二蜂窩狀系統(tǒng)的基站上。在圖2中，示例出分別設置在第一系統(tǒng)的覆蓋區(qū)C1A-C1E中的五個這樣的示例基站B1A-B1E，和分別設置在第二系統(tǒng)的覆蓋區(qū)C2A-C2E中的五個這樣的示例基站B2A-B2E。
為了便于說明，如圖所示，圖2的覆蓋區(qū)C1A-C1E和C2A-C2E和圖3的覆蓋區(qū)(下面將要介紹)是圓形或六邊形，而且高度理想化。在實際通信環(huán)境中，基站覆蓋區(qū)的尺寸和形狀可以改變?；靖采w區(qū)可以與限定不同于理想的圓形或者六邊形的覆蓋區(qū)形狀的覆蓋邊界重疊。此外，還可以對基站分區(qū)，諸如，分成三個扇區(qū)(如現(xiàn)有技術中已知的那樣)。
以下，可將覆蓋區(qū)C1A-C1E和C2A-C2E稱為邊緣或者過渡覆蓋區(qū)，因為這些覆蓋區(qū)接近于在第一和第二蜂窩狀系統(tǒng)之間的邊界。把在每個系統(tǒng)中剩余覆蓋區(qū)稱為內(nèi)在或者內(nèi)部覆蓋區(qū)。
快速審查圖2可見MSC-II沒有與基站B1A-B1E通信的直接入口(access)，而且MSC-I也沒有與基站B2A-B2E進行通信的直接入口。如圖2所示，MSC-I和MSC-II可以互相進行通信。例如，名為“蜂窩狀無線電信系統(tǒng)間操作”的EIA/TIA/IS-41和它的校訂本，定義了用于在不同操作區(qū)域的交換機之間進行通信標準(如圖2中系統(tǒng)間數(shù)據(jù)鏈路34所示)。為了在基站B1C-B1E之一和基站B2C-B2E之一之間提供軟切換，必須在MSC-I和MSC-II之間通過大音量的呼叫信號和功率控制信息。交換機-交換機連接和大音量呼叫信號及率控制信息的延遲特性可能導致過度延遲(undue delay)，而且可能犧牲過度資源。提供軟切換的另一個困難之處在于由MSC-I控制的系統(tǒng)結構和由MSC-II控制的系統(tǒng)結構可能很不相同。此外，由兩個系統(tǒng)所用到的功率控制法可能很不相同。因此，本發(fā)明涉及提供在兩個系統(tǒng)之間的硬切換的機理，以避免系統(tǒng)間軟切換的復雜性和高成本。
可在幾種情況下使用硬切換機理。例如，由MSC-II控制的系統(tǒng)可能不用CDMA來傳送信號，而是用FM、TDMA或其它方法來傳送信號。在這種情況下，即使在由MSC-I控制的系統(tǒng)中提供系統(tǒng)間軟切換機理，也需要硬切換，因為如果兩個系統(tǒng)都用CDMA進行操作的話，軟切換是唯一可行的。因此，本發(fā)明可用于在采用不同空中接口的兩個系統(tǒng)之間切換遠端單元?？赡苄枰淖兊诙到y(tǒng)以發(fā)送導頻信號或者其它CDMA信標，從而有助于啟動硬切換處理。在待批的美國專利申請第08/413,306號(發(fā)明名稱為“用于移動單元協(xié)助的CDMA到另一種系統(tǒng)硬切換的方法和裝置”，1995年3月30日申請)中詳細描述了采用導頻信標的系統(tǒng)。在待批美國專利申請第08/522,469號(發(fā)明名稱為“相同頻率、時分雙工中繼站”，1995年8月31日申請，上述兩個申請都已轉讓給本發(fā)明的受讓人)中詳細描述另一種系統(tǒng)。在美國專利申請第08/322,817號(發(fā)明名稱為“用于在不同蜂窩狀通信系統(tǒng)之間切換的方法和裝置”，1995年10月13日申請，并已轉讓給本發(fā)明的受讓人)中詳細描述了可運用導頻信標單元的系統(tǒng)。
其中硬切換可能是有用的另一種情況是遠端單元必須改變它操作的頻率的情況。例如，在PCS頻帶內(nèi)，點到點微波鏈路可以與CDMA通信系統(tǒng)共處進行操作。在圖3中，在定向微波天線130和定向微波天線135之間示出點到點微波鏈路140?；?0、100和110可能需要避免運用由點到點微波鏈路140所使用的頻帶，從而避免在兩個系統(tǒng)之間的干擾。有用定向微波天線130和定向微波天線135有很高的方向性，所以點到點微波鏈路140具有很窄的區(qū)域。如此，系統(tǒng)的其它基站(諸如，基站115、120和扇區(qū)50和70)可在不干擾點到點微波鏈路140的情況下進行操作。于是，遠端單元125可以在CDMA信道上，在與點到點微波鏈路140相同的頻帶下進行操作。如果遠端單元125移向基站110，它不支持在遠端單元125當前進行操作的頻率下的通信，那么不可能完成從基站115到基站110的軟切換。而是，基站115可能命令遠端單元125執(zhí)行到由基站110支持的另一個頻帶的硬切換。
其中硬切換可能是有用的另一種情況是遠端單元必須改變它所操作的頻率以更平衡分布負載的情況。例如，在PCS頻帶內(nèi)，CDMA在多個頻帶中(諸如，頻帶f1和頻帶f2)中與話務信道信號(traffic channel)進行通信。如果頻帶f2的現(xiàn)行通信信號的負擔要比頻帶f1負載重得多，那么從頻帶f2卸下一些現(xiàn)行通信信號到頻帶f1是十分有利的。為了影響負載分擔，通過執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)硬切換，命令在頻帶f2下進行操作的一個或多個遠端單元在頻帶f2下開始操作。
執(zhí)行硬切換的最可靠的方法可以是使基站115在它內(nèi)部執(zhí)行到另一個頻率的硬切換。于是，在某種程度上，當遠端單元125接收來自基站115的更大更可靠的信號時，基站115命令遠端單元125在由基站115支持的不同頻率下進行操作。基站115開始發(fā)送并試圖接收在新的頻率下遠端單元發(fā)送的信號。作為替代，在基站115的第一頻率和基站110的第二頻率之間發(fā)生硬切換。兩種硬切換都不要求任何系統(tǒng)間通信。
再參照圖2，第一移動交換中心(MSC-I)控制電話呼叫從PSTN到適當?shù)幕綛1A-B1E的路徑，以發(fā)送到指定的遠端單元。MSC-I還控制呼叫從在覆蓋區(qū)內(nèi)的遠端單元經(jīng)過至少一個基站到PSTN的路徑。MSC-II用相同的方法進行操作，以調(diào)節(jié)(govern)基站B2A-B2E的操作，從而在PSTN和基站B2A-B2E之間傳送呼叫。運用工業(yè)標準(諸如IS-41或以后校正的標準)，在系統(tǒng)間數(shù)據(jù)鏈路34上在MSC-I和MSC-II之間可以傳送控制消息等。
當遠端單元位于內(nèi)部基站的覆蓋區(qū)內(nèi)時，對遠端單元編程以監(jiān)測來自一組鄰近基站的導頻信號發(fā)送?？紤]到遠端單元位于覆蓋區(qū)C1D內(nèi)當接近于覆蓋區(qū)C2D的情況。在這個例子中，遠端單元可以開始接收來自基站B2D的可用信號電平，然后向基站B1D和遠端單元正與其進行通信的任何其它基站報告。通過測量接收到的信號的一個或多個可計量的參數(shù)(例如，信號強度、信噪比、幀差錯率、幀刪除率(frame erasure rate)比特誤碼率和/或相關時延)，可以確定遠端單元幀接收可用信號電平的時刻。在較佳實施例中，測量是根據(jù)由遠端單元接收到的導頻信號強度。在遠端單元處檢測這種可用接收到的信號電平并運用信號強度或質(zhì)量消息向基站B1D報告之后，可以如下處理從基站B1D到基站B2D的相同頻率遠端單元協(xié)助的硬切換
(i)意識到由MSC-II控制基站B2D，基站B1D延遲遠端單元向MSC-I報告從基站B2D接收到的信號電平的時間；(ii)MSC-I通過系統(tǒng)間數(shù)據(jù)鏈路34請求在來自MSC-II的基站B2D處的兩個系統(tǒng)之間的信道資源和系統(tǒng)間中繼線設備；(iii)MSC-II通過系統(tǒng)間數(shù)據(jù)鏈路34向MSC-I提供信息，對上述請求作出響應，其中系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路34識別在其上建立通信的信道以及其它信息。此外，控制器把用于與遠端單元和中繼線資源進行通信的指定信道保留在基站B2D中；(iv)MSC-I通過基站B1D向遠端單元提供新的信道信息，而且指定遠端單元開始與基站B2D進行通信的時刻；(v)在指定的時刻，通過在遠端單元和基站B2D之間的硬切換，建立通信；和(vi)MSC-II向MSC-I確認遠端單元成功過渡入該系統(tǒng)。
這種方法的一個困難之處在于，MSC-I不知道是否基站B2D在充足的導頻下接收來自遠端單元的信號以支持在該時刻的通信。MSC-I命令遠端單元建立與基站B2D的通信。同樣，基站B2D到目前為止可能還沒有接收到來自遠端單元的可用信號電平。結果，在控制轉移到MSC-II的處理過程中，可用掉下(drop)呼叫連接。如果掉下呼叫連接，那么將把誤差消息而不是確認從MSC-II發(fā)送到MSC-I。
提供硬切換的另一個困難之處在于，CDMA系統(tǒng)的覆蓋區(qū)邊界的本質(zhì)(nature)。在FM系統(tǒng)中(諸如，AMPS)，覆蓋區(qū)重疊區(qū)域范圍更大。覆蓋區(qū)重疊區(qū)域是其中可以支持在遠端單元和兩個不同基站中的任一基站之間的通信的區(qū)域。在FM系統(tǒng)中，由于只有當遠端單元位于覆蓋區(qū)重疊區(qū)域中上硬切換才是成功的，所以這種覆蓋區(qū)重疊區(qū)域必須范圍很廣。例如，圖4A高度理想地示出FM系統(tǒng)?；?50和基站165能夠向遠端單元155提供前行和反向鏈路FM通信。(前向鏈路是指從基站到遠端單元的連接。反向鏈路是指從遠端單元到基站的連接。)在區(qū)域160中，來自基站150和基站165的信號強度是足以支持與遠端單元155的通信的電平。注意，由于FM系統(tǒng)的本質(zhì)，基站150和165不能同時與遠端單元155進行通信。當在區(qū)域160內(nèi)發(fā)生從基站150到基站165的硬切換時，新頻率用于在基站165和遠端單元155之間的通信，而不是用于在基站150和遠端單元155之間的通信?；?65不再在基站150所用的任何頻率下發(fā)送，于是標稱地，基站165對在基站150和正與它進行通信的任何遠端單元之間的通信沒有任何干擾，邊界182表示這樣的位置，即，超過這個位置從基站165到遠端單元155的通信是不可能的。同樣，邊界188表示這樣的位置，即，超過這個位置從基站150到遠端單元155的通信是不可能的。顯然，圖4A以及圖4B和4C并不是按比例繪制的，實際上覆蓋區(qū)重疊區(qū)域比起每個基站的整個覆蓋區(qū)要相對窄。
通過CDMA軟切換，覆蓋區(qū)重疊區(qū)域的存在并不是關鍵的，其中可僅由兩個基站中的一個基站完全支持在上述覆蓋區(qū)重疊區(qū)域中的通信。在發(fā)生軟切換的區(qū)域中，如果同時建立與兩個或多個基站的通信，那么足以保持可靠通信。在CDMA系統(tǒng)中，一般現(xiàn)行或者鄰近基站在相同頻率下進行操作。于是，當遠端單元靠近相鄰基站的覆蓋區(qū)上，來自現(xiàn)行基站的信號電平下降，而且來自鄰近基站的干擾電平上升。由于來自鄰近基站的干擾增加，所以如果不建立軟切換，那么可能危害在現(xiàn)行基站和遠端單元之間的連接。如果信號相對于現(xiàn)行基站，而不是相對于鄰近基站衰落，那么這樣特別會危害連接。
圖4B更加理想地示出CDMA系統(tǒng)。CDMA基站200和CDMA基站205能夠向遠端單元155提供前向鏈路和反向鏈路CDMA通信。在最暗(darkest region)的區(qū)域170內(nèi)，來自基站200和基站205的信號強度是足以支持與遠端單元155進行通信的電平，即使建立僅與基站200或基站205之一的通信。超過邊界184，僅通過基站205的通信是不可靠的。同樣，超過邊界186，僅通過基站200的通信也是不可靠的。
區(qū)域175A、170和175B表示其中遠端單元可能處于在基站200和205之間的軟切換的區(qū)域。建立通過基站200和205的通信提高了系統(tǒng)的整個可靠性，即使在區(qū)域175A內(nèi)的遠端單元到基站205之間的通信鏈路不能單獨可靠地支持通信。超過邊界180，來自基站205的信號電平不足以支持與遠端單元155的通信，即使處于軟切換狀態(tài)下。超過邊界190，來自基站200的信號電平不足以支持與遠端單元155的通信，即使處于軟切換狀態(tài)下。
注意，互相參照繪制圖4A和4B。用于指明邊界180、182、184、186、188和190的標號隨著與基站150和基站200的距離的增加，它們的值也增加。如此，在邊界180和190之間的軟切換區(qū)域是范圍最廣的區(qū)域。在邊界182和188之間的FM覆蓋區(qū)重復區(qū)域位于CDMA軟切換區(qū)域內(nèi)。CDMA“硬切換”區(qū)域是在邊界184和186之間最窄的區(qū)域。
注意，如果基站200屬于第一系統(tǒng)，而基站205屬于第二系統(tǒng)，那么基站200和基站205可能不能同時與遠端單元155進行通信。如果需要把通信從基站200轉移到基站205，那么需要執(zhí)行從基站200到基站205的硬切換。注意，遠端單元必須位于在區(qū)域170中邊界184和186之間的CDMA硬切換區(qū)域，已使硬切換具有高成功可靠性。存在的問題是硬切換區(qū)域170可能非常窄，而且遠端單元155要進出硬切換區(qū)域170所能花費的時間可能很少。此外，很難辨別遠端單元155是否位于硬切換區(qū)域170中。一旦確定遠端單元155位于硬切換170中，必須確定何時和對哪個基站執(zhí)行硬切換。本發(fā)明涉及這些問題。
本發(fā)明的第一方面在于，用于確定在覆蓋區(qū)內(nèi)需要并可能成功實現(xiàn)硬切換的區(qū)域，并確定對哪個基站實行硬切換。如圖3所示的六邊形結構是十分理想的。當實際布置系統(tǒng)時，所得覆蓋區(qū)具有十分不同的形狀。圖5示出一組基站的更理想表示法?；綯1-T3和基站I1-I3是由系統(tǒng)1控制器212控制的第一通信系統(tǒng)的一部分。基站I1-I3是只與相同系統(tǒng)的其它基站相鄰的內(nèi)部基站。基站T1-T3是具有鄰近于屬于不同操作系統(tǒng)的基站覆蓋區(qū)的過渡或邊界基站?；維1-S3是由系統(tǒng)2控制器214控制的第二系統(tǒng)的一部分。圍繞基站S3、基站I1-I3和基站T1-T3的最外面的厚同心園表示基站的理想化覆蓋區(qū)，其中可以建立與相應基站的通信。圍繞基站S1-S2的最外面的厚波浪線示出相應基站的更加理想的覆蓋區(qū)。例如，波浪線228表示基站S1的覆蓋區(qū)。覆蓋區(qū)的形狀在很大程度上受基站位于其中的地域的影響，諸如天線安裝的高度、數(shù)量、反射率和在覆蓋區(qū)中高樓大廈的高度以及在覆蓋區(qū)內(nèi)樹木、小山和其它遮蔽物。為了便于繪圖，這里沒有示出對于每個基站的實際覆蓋區(qū)。
在實際系統(tǒng)中，可以對一些基站分區(qū)，諸如，分成三個扇區(qū)。圖6示出三分區(qū)的基站的天線模式。為了便于繪圖，在圖5中沒有任何示出三分區(qū)基站。本發(fā)明的原理可直接應用于分區(qū)基站。
在圖6中，用最細線表示覆蓋區(qū)300A。用中粗線表示覆蓋區(qū)300B。用最粗線表示覆蓋區(qū)300C。如圖6所示的三個覆蓋區(qū)的形狀是由標準定向偶極子天線產(chǎn)生的形狀?？梢哉J為覆蓋區(qū)的邊緣是遠端單元接收到支持通過那個扇區(qū)的通信所需的最小信號電平的位置。當遠端單元移入該扇區(qū)時，如該遠端單元所檢測到的從基站接收到的信號強度增加。在點302處，遠端單元通過扇區(qū)300A進行通信。在點303處，遠端單元通過扇區(qū)300A和扇區(qū)300B進行通信。在點304處，遠端單元通過扇區(qū)300B進行通信。當遠端單元移過扇區(qū)的邊緣時，通過該扇區(qū)的通信質(zhì)量可以下降。在圖6中的遠端單元和圖未示出的鄰近基站之間的軟切換模式下進行操作的遠端單元可能位于一個扇區(qū)的邊緣附近。
圖3的基站60表示更理想的三分區(qū)基站?；?0具有三個扇區(qū)，每個扇區(qū)覆蓋多于120度的基站覆蓋區(qū)。具有由連續(xù)線55表示的覆蓋區(qū)的扇區(qū)50與扇區(qū)70的覆蓋區(qū)重疊，其中扇區(qū)70具有由粗虛線75表示的覆蓋區(qū)。扇區(qū)50還與具有由細虛線85表示的覆蓋區(qū)的扇區(qū)80重疊。例如，由X表示的位置90位于扇區(qū)和扇區(qū)70的覆蓋區(qū)內(nèi)。
總之，對基站進行分區(qū)從而減小對位于基站的覆蓋區(qū)內(nèi)的遠端單元的全部干擾功率，同時增加可通過基站進行通信的遠端單元的數(shù)量。例如，扇區(qū)80不發(fā)送對于位于位置90上的遠端單元的信號，從而位于80中的遠端單元沒有一個受在位置90處的遠端單元與基站60的通信的干擾。
對于位于位置90處的遠端單元，全部干擾受扇區(qū)50和70的影響，也受扇區(qū)115和120的影響。位于位置90處的遠端單元可處于與扇區(qū)50和70的更軟切換狀態(tài)下。在位置90處的遠端單元可同時處于與基站115和120之一或兩者的軟切換的狀態(tài)下。
遠端單元協(xié)助的軟切換根據(jù)由遠端單元測量的幾組基站的導頻信號強度進行操作?，F(xiàn)行組是基站組，通過它們建立現(xiàn)行通信。鄰近組是圍繞現(xiàn)行基站的基站組，它包括很可能具有足以建立通信的信號強度的基站。候選組是具有足以建立通信的導頻信號強度的基站組。
當最初建立通信時，遠端單元通過第一基站進行通信，而現(xiàn)行組只包括第一基站。遠端單元檢測現(xiàn)行組、候選組和鄰近組的基站的導頻信號強度。當在鄰近組中的基站的導頻信號超過預定閾值時，把基站加到候選組，并在遠端單元處從鄰近組中除去該基站。遠端單元把消息傳送到識別新基站的第一基站。系統(tǒng)控制器決定是否在新基站和遠端單元之間建立通信。如果系統(tǒng)控制器決定這樣做，系統(tǒng)控制器把消息送到帶有關于遠端單元識別信息和與它建立通信的命令的新基站。還通過第一基站把消息發(fā)送到遠端單元。消息識別新現(xiàn)行組，它包括第一和新基站。遠端單元搜索發(fā)送信息信號的新基站，而且建立與新基站的通信，而不終止通過第一基站的通信。對于附加基站，還可繼續(xù)這種處理過程。
當遠端單元通過多個基站進行通信時，它繼續(xù)檢測現(xiàn)行組、候選組和鄰近組的基站的信號強度。如果在預定時間內(nèi)，與現(xiàn)行組的基站相對應的信號強度低于預定閾值，那么遠端單元生成并發(fā)送消息以報告該事件。系統(tǒng)控制器通過遠端單元正與其進行通信的至少一個基站接收該消息。系統(tǒng)控制器還確定終止通過具有弱導頻信號強度的基站的通信。
系統(tǒng)控制器一旦確定終止通過基站的通信，基站就生成識別新現(xiàn)行組基站的消息。新現(xiàn)行組不包括終止通過它的通信的基站。建立通過它的通信的基站把消息送到遠端單元。系統(tǒng)控制器還把信息送到基站以終止與遠端單元的通信。遠端單元通信只通過在新現(xiàn)行組中識別的基站。
當遠端單元處于軟切換狀態(tài)下時，系統(tǒng)控制器接收來自作為現(xiàn)行組的一個成員的每個基站的經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)組。根據(jù)信號組，系統(tǒng)控制器必須產(chǎn)生用于發(fā)送到PSTN的單個信號。在每個基站內(nèi)，在解碼之前，可以組合從公共遠端單元接收到的信號，然后充分利用接收到的多個信號。向系統(tǒng)控制器提供來自每個基站的解碼結果。一旦解碼信號，就不能容易并有利地把它與其它信號“組合”。在較佳實施例中，系統(tǒng)控制器必須在與基站一一對應的多個經(jīng)解碼信號之間進行選擇，在來自基站的數(shù)據(jù)組中選擇最有利的經(jīng)解碼信號，而且簡單丟棄其它信號。
除了軟切換之外，系統(tǒng)還可以采用“更軟(softer)”切換。更軟切換一般指在公共基站的扇區(qū)之間的切換。由于公共基站的扇區(qū)更緊密地連接，所以通過組合未經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)，而不是通過選擇經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)，可以在公共基站的扇區(qū)之間執(zhí)行切換。無論是否在任一系統(tǒng)內(nèi)采用更軟切換，都同樣應用本發(fā)明。在美國專利申請第08/405,611號(發(fā)明名稱“用于在公共基站的扇區(qū)之間執(zhí)行切換的方法和裝置”，1995年3月13日申請，它是現(xiàn)已被撤銷的在1993年10月10日申請的美國專利申請第08/144,903號續(xù)展申請，上述兩個申請都已被轉讓給本發(fā)明的受讓人)中描述更軟切換的處理過程。
在較佳實施例中，由在選擇器組子系統(tǒng)(selector bank subsystem)(SBS)內(nèi)的系統(tǒng)控制器執(zhí)行選擇處理。SBS包括選擇器組。每個選擇器處理對應一個遠端單元的現(xiàn)行通信。在終止呼叫連接時，可以把選擇器分配給另一個現(xiàn)行遠端單元。選擇器為遠端單元和基站提供所有控制功能的方式。選擇器送出并接收來自基站的消息。這種消息的例子是由基站送出的消息，每當在基站和遠端單元之間的環(huán)程延遲改變達閾值量。選擇器還可以命令基站把消息送到遠端單元。這種消息的例子是送到基站的消息，基站命令它命令遠端單元提供導頻強度測量消息(PSMM)。下面更加詳細解釋這些信號的用途。在最普通的實施例中，它不必是控制切換處理的選擇器，而且任何通信控制方式都可以執(zhí)行在本較佳實施例被賦予選擇器的功能。
當遠端單元以建立與基站的通信時，基站可以測量與遠端單元相關的環(huán)程延遲(RTD)?；靖鶕?jù)格林威治時間，及時對準它到遠端單元的發(fā)送時間。通過無線空中鏈路，把信號從基站發(fā)送到遠端單元。發(fā)送的信號需要一些時間來從基站到遠端單元。遠端單元用它從基站接收到的信號來對準它送回到基站的發(fā)送。通過把基站從遠端單元接收到的信號的時間對準與基站送到遠端單元的信號的對準相比較，基站可以確定環(huán)程延遲。可用環(huán)程延遲來估計在基站和遠端單元之間的距離。根據(jù)較佳實施例，無論何時環(huán)程延遲改變大于預定值，基站向選擇器報告環(huán)程延遲。
本發(fā)明的一個方面是運用在作為現(xiàn)行和候選組成員的遠端單元和基站之間的環(huán)程延遲，以識別遠端單元的位置。獲得在遠端單元和作為候選組成員的基站之間的環(huán)程延遲在某種情況下，要比確定現(xiàn)行組成員的環(huán)程延遲要復雜得多。由于作為候選組的成員的基站不解調(diào)來自遠端單元的信號，因此候選基站不能直接測量環(huán)程延遲。
把從遠端單元送到基站的消息稱為導頻強度測量消息(PSMM)，其中所述基站包括候選和現(xiàn)行組成員的導頻信號信息。響應于來自基站的請求，或者由于鄰近組的基站的信號強度超過閾值或者在候選組中的基站的信號強度達預定值，或者由于切換落下(drop)計時器到時，由遠端單元送出PSMM。
四個參數(shù)控制軟切換處理。首先，導頻檢測閾值，T_ADD，指定作為鄰近組成員的基站的導頻信號強度必須超過的電平，以被分類為候選組的成員。導頻落下閾值，T_DROP，指定作為現(xiàn)行或者候選組成員的基站的導頻信號強度必須低于的程度，以觸發(fā)計時器。由T_TDOP指定觸發(fā)計時器的持續(xù)時間在由T_TDROP指定的時間過后，如果導頻信號強度仍低于T_DROP程度，那么遠端單元開始把相應基站從它當前屬于的組中去除?，F(xiàn)行組與候選組的比較閾值，T_COMP，設定候選組成員的導頻信號強度必須超過現(xiàn)行組成員的導頻信號強度的量，以觸發(fā)PSMM。把這四個參數(shù)中的每個參數(shù)存儲在遠端單元中?？捎蓮幕舅统龅南堰@四個參數(shù)中的每個參數(shù)重新編程為新值。
PSMM包括與本發(fā)明相關的兩個信息。PSMM包括對于與作為現(xiàn)行或候選組成員的基站相對應的每個導頻信號的記錄。首先，PSMM包括信號強度的測量。第二，PSMM包括導頻信號相位的測量。遠端單元測量在候選組中每個導頻信號的導頻信號相位。通過把候選導頻信號的最早到達的可用多路徑成分的相位與現(xiàn)行組成員的最早到達可用多路徑成員相位作比較，在遠端單元處測量導頻信號相位。在相關PN子碼中可以測量導頻信號相位。把在提供最早到達信號的現(xiàn)行組中的基站的導頻信號稱為參考導頻信號。
運用下列等式，系統(tǒng)控制器可以把導頻信號相位轉換成環(huán)程延遲的估計RTDcan1＝RTDref+2*(PilotPhasecan1-Channel Offsetcan1*Pilot Inc) 等式1其中，RTDcan1＝在候選組中具有入口的基站的環(huán)程延遲的經(jīng)計算估計；RTDref＝對于參考導頻信號報告的環(huán)程延遲；PilotPhasecan1＝與在以PN子碼為單位的PSMM中報告的遠端單元所檢測到的格林威治時間相關的相位；ChannelOffsetcan1＝候選基站的信道偏置，它是無單位數(shù)；和PilotIne＝每信道以PN子碼為單位的系統(tǒng)寬導頻序列偏置指數(shù)(index)增值。
由與選擇器相對應的基站提供對于參考導頻信號報告的環(huán)程延遲，RTDref。對于參考導頻信號的環(huán)程延遲作為用于估計在遠端單元和作為候選組成員的基站之間的環(huán)程延遲。記住，在較佳實施例中，每個基站及時發(fā)送相同的導頻序列偏置，從而遠端單元可以根據(jù)導頻信號的代碼相位偏置識別基站。導頻序列偏置指數(shù)增值，PilotInc，是偏置基站導頻信號的代碼相位偏置增值。候選基站的信道偏置，ChannelOffsetcan1，指定把哪個代碼相位分配給候選基站。候選基站的相關相位，PilotPhasecan1，是由基站測得的與以PN子碼為單位的參考導頻信號相比，候選基站的代碼相位偏置。向在PSMM中的基站報告PilotPhasecan1。選擇器已知ChannelOffsetcan1和PilotPhase。
如果在系統(tǒng)中發(fā)送沒有延遲，那么候選基站的相位是信道偏置，ChannelOffsetcan1，和系統(tǒng)寬導頻序列偏置指數(shù)增值，PilotInc，的乘積。由于在系統(tǒng)中存在發(fā)送延遲，所以遠端單元檢測帶有不同和變化延遲的參考導頻信號和候選基站導頻信號。從檢測到的PN偏置(＝PilotPhasecan1)中減去系統(tǒng)感應(induced)PN偏置(＝ChannelOffsetcan1與PilotInc的乘積)產(chǎn)生在參考導頻信號和候選基站的導頻信號之間的相關偏置。如果差是負的，那么在參考基站和基站之間的RTD大于在候選基站和遠端單元之間的RTD。由遠端單元檢測到的差反映了前向鏈路相關延遲。把前向鏈路相關延遲加倍以考慮到全部環(huán)程延遲。
為了這個例子，假設系統(tǒng)寬導頻序列偏置指數(shù)增值是64PN子碼，而且將下列信息作為環(huán)程延遲測量的基礎。
PilotPhaseref＝0 RTD＝137(基站Id＝12)PilotPhase14＝948 RTD＝244(基站Id＝14，相關偏置52PN)PilotPhase16＝1009(基站Id＝16，相關偏置-15PN)由于在較佳實施例中，每個基站或基站扇區(qū)及時發(fā)送相同的導頻序列偏置，所以可以將基站標識認為是由基站用于發(fā)送導頻信號的信道PN偏置。此外，假設基站12和14(可假設是指在圖1中所示的基站)是現(xiàn)行組的成員，而且分別將由基站12和14進行的RTD測量報告為137和244PN子碼。
注意，對于基站14的導頻相位和環(huán)程延遲數(shù)據(jù)的真相(right)是經(jīng)計算的相關偏置?；?4的測得的導頻相位是948PN子碼?；?4的固定偏置等于基站ID(14)倍的導頻序列偏置增值(64)，即，等于896PN子碼。在測得的導頻相位和基站的導頻相位偏置之差是基站和遠端單元之間的相關偏置，在這種情況下，是52PN子碼(＝948-896)。不必用這些遠端數(shù)字來計算在基站14和遠端單元之間的環(huán)程延遲，因為由于基站14是現(xiàn)行組成員，所以基站14直接進行環(huán)程延遲測量。
然而，由于基站16是候選組成員，所以基站16不能直接進行任何環(huán)程延遲測量，而且必須用上述等式1來確定環(huán)程延遲。對于基站16，參數(shù)是RTDcan1＝137PN子碼；PilotPhasecan1＝1009PN子碼；ChannelOffsetcan1＝16；和PilotInc＝64PN子碼每信道。
直接把這些數(shù)代入等式1，得出在遠端單元和基站16之間的環(huán)程延遲，即，107PN子碼。如上所述，為了找到候選基站的絕對偏置，從PilotPhasecan1中減去ChannelOffsetcan1和PilotInc之積，在這個情況下得出-15PN子碼。一個有趣的方面是在基站16和遠端單元之間的環(huán)程延遲小于在基站12之間的環(huán)程延遲。
識別遠端單元的位置的方法是根據(jù)對特定遠端單元測量定向硬切換(MDHO)狀態(tài)的運用。為了使處理影響減至最小，系統(tǒng)只當在現(xiàn)行組的任一成員被標為過渡基站時才進入MDHO狀態(tài)。在另一個實施例中，系統(tǒng)只在現(xiàn)行組中的所有成員都是過渡基站上進入MDHO狀態(tài)。在第三實施例中，系統(tǒng)至在在現(xiàn)行組中存在單個基站而且基站是過渡基站上才進入MDHO狀態(tài)。在第四實施例中，存在充足的處理資源，從而MDHO狀態(tài)永遠是現(xiàn)行的。雖然處于MDHO狀態(tài)下，但是選擇器檢測現(xiàn)行組成員的環(huán)程延遲，并對于候選組成員計算環(huán)程延遲。在觸發(fā)MDHO狀態(tài)的條件改變之后，可以退出MDHO狀態(tài)。
MDHO狀態(tài)根據(jù)MDHO表的運用。在MDHO表中，每行代表覆蓋區(qū)的扇區(qū)，它是覆蓋區(qū)重疊區(qū)域。如上所述，覆蓋區(qū)重疊區(qū)域是其中只可支持在遠端單元和兩個不同基站之一之間的通信的區(qū)域。每行包括基站標識號對和環(huán)程延遲范圍的列表。以最小和最大環(huán)程延遲來特定環(huán)程延遲范圍。
為了運用MDHO表，用網(wǎng)絡計劃工具或?qū)嶒灁?shù)據(jù)來識別區(qū)域組和對于每個區(qū)域相應的適當動作。作為替代，可用基于規(guī)則或?qū)＜蚁到y(tǒng)來生成MDHO表。如上所述，圖5示出內(nèi)部、過渡和第二系統(tǒng)基站組，而且用于示出遠端單元測量定向硬切換表的功能。在基站周圍的陰影線指出環(huán)程延遲測量閾值。例如，包圍基站S2的陰影線222表示從基站S2到位于陰影線222上的遠端單元的直接路徑顯示200PN子碼的環(huán)程延遲的位置。包圍基站S2的陰影線表示從基站S2到位于陰影線222上的遠端單元直接路徑顯示220PN子碼的環(huán)程延遲的位置。因此，位于陰影線220和陰影線222之間的任何遠端單元都顯示在200和220PN子碼之間的環(huán)程延遲。
同樣，包圍基站T1的陰影線226表示從基站T1到位于陰影線226上的遠端單元的直接路徑顯示160PN子碼的環(huán)程延遲的位置。包圍基站T1陰影線224表示從基站T1到位于陰影線224上的遠端單元的直接路徑顯示180PN子碼的環(huán)程延遲的位置。因此，位于陰影線224和陰影線226之間的任何遠端單元都顯示在160和180PN子碼之間的環(huán)程延遲。
此外，包圍基站T1的陰影線232表示從基站S1到位于陰影線232上的遠端單元的直接路徑顯示170PN子碼的環(huán)程延遲的位置。包圍基站S1陰影線230表示從基站S1到位于陰影線230上的遠端單元的直接路徑顯示180PN子碼的環(huán)程延遲的位置。因此，位于陰影線230和陰影線232之間的任何遠端單元都顯示在170和180PN子碼之間的環(huán)程延遲。
如上所述，由在這種環(huán)境中的反射元件產(chǎn)生不經(jīng)過在遠端單元和基站之間的直接路徑的多路徑信號。如果信號不通過直接路徑，那么環(huán)程延遲將增加。最早的到達信號是經(jīng)過在遠端單元和基站之間的最短路徑的信號。它是結合本發(fā)明測得的最早到達的信號，以估計環(huán)程延遲。
注意，可由在各種基站之間的環(huán)程延遲來識別特定區(qū)域。例如，可用在遠端單元和基站T1之間的環(huán)程延遲在160和180PN子碼之間，而在遠端單元和基站S2之間的環(huán)程延遲在200和220PN子碼之間的這些事實，來識別覆蓋區(qū)240和242。還由無論環(huán)程延遲是多少都可檢測到來自基站S1的導頻信號的這一事實來限定覆蓋區(qū)242。假設對于位于區(qū)域240內(nèi)并正與基站T1進行通信的遠端單元的適當動作是執(zhí)行到CDMA基站S2的相同頻率硬切換。此外，假設，在區(qū)域242中，全部干擾是這么高，從而另一種方法只能是執(zhí)行到由基站S1支持的AMPS系統(tǒng)的硬切換。
表1示出示例MDHO表的一部分。第一列表示覆蓋區(qū)與對應于在MDHO表中的行的區(qū)域重疊。例如，覆蓋區(qū)242與在表I中的覆蓋區(qū)N相對應，而覆蓋區(qū)240與在表I中的覆蓋區(qū)N+1相對應。注意，位于覆蓋區(qū)242中的遠端單元與對于覆蓋區(qū)240給定的參數(shù)相匹配。在示例實施例中，以數(shù)字序列橫穿MDHO表，而且選擇與給定參數(shù)相匹配的第一區(qū)域，從而給定參數(shù)組與區(qū)域N+1相比較的唯一方法是假設已消除區(qū)域N作為可能的位置。第二列包括第一基站ID。第三列包括環(huán)程延遲的范圍，它與由行指定的覆蓋區(qū)相對應。第四和第五列示出第二基站ID和環(huán)程延遲對，與第六和第七列相同。如果需要的話，可以添加指定基站ID和環(huán)程延遲對的更多的列。
在較佳實施例中，把MDHO表存儲在選擇器組子系統(tǒng)選擇器(SBSC)中。SBSC已存儲提供鄰近表和導頻偏置及標準操作所需的其它這些數(shù)據(jù)的導頻數(shù)據(jù)庫。在較佳實施例中，每次接收到新PSMM或者無論對任一現(xiàn)行基站的RTD測量何時有較大改變，選擇器都要求SBSC訪問MDHO表


表I標注的動作的列表示當遠端單元的位置映射到一個覆蓋區(qū)時應進行的動作。下面是可以采取的幾種示例動作系統(tǒng)間基站CDMA到AMPS硬切換；系統(tǒng)內(nèi)基站CDMA到AMPS硬切換；系統(tǒng)內(nèi)基站CDMA到CDMA硬切換；系統(tǒng)間基站CDMA到不同頻率CDMA硬切換；和系統(tǒng)間基站CDMA到相同頻率CDMA硬切換。
如果需要更多的環(huán)程延遲信息來識別遠端單元的位置，那么當遠端單元處于MDHO狀態(tài)下時，可以改變T_ADD和T_DROP閾值。通過減小T_DROP和T_ADD閾值，低導頻信號強度使相應基站符合候選和現(xiàn)行組成員資格，而且遠在落下之前低導頻信號強度保留在候選和現(xiàn)行組中。列在候選組和現(xiàn)行組中的增加的基站數(shù)增加可用于設置遠端單元的環(huán)程延遲數(shù)據(jù)點的數(shù)量。減小T_ADD和T_DROP系統(tǒng)寬度可能會起到負面影響，其中處于切換狀態(tài)下的每個遠端單元運用來自兩個基站的系統(tǒng)資源。理想的是，使處于切換狀態(tài)下的遠端單元數(shù)量最小，以保存在每個基站處的資源并使容量最大。因此在較佳實施例中，在過渡基站中T_ADD和T_DROP僅僅數(shù)值減小。此外，由T_TDROP指定的時間長度可以增加，以在低于T_DROP之后增加基站保留在現(xiàn)行組中的時間。
在較佳實施例中，如果第二系統(tǒng)沒有在第一系統(tǒng)中用到的頻率下發(fā)送來自邊界基站的CDMA導頻信號，那么改變第二系統(tǒng)以發(fā)送導頻信號或其它CDMA信標，從而有助于硬切換處理的開始，正如在上述美國專利申請第08/413,306號和美國專利申請第08/522,469號中詳細所述。在另一個實施例中，即使系統(tǒng)沒有發(fā)送來自邊界基站的CDMA導頻信號，在第二系統(tǒng)中的邊界基站也不產(chǎn)生導頻信號，而且在與基站S1-S3相對應的MDHO表的基站ID列中沒有入口。導頻信標單元還可用于內(nèi)部基站以幫助識別受點到點微波鏈路影響的區(qū)域。
在一些情況下，還可以不用將候選基站作為識別遠端單元的位置的裝置，從而只需現(xiàn)行基站信息來確定遠端單元位置。例如，通過聰明的網(wǎng)絡規(guī)劃，只用現(xiàn)行組成員的環(huán)程延遲，就可以有效地識別覆蓋區(qū)重疊區(qū)域。
如上所述，為了便于繪圖，在圖5中沒有示出任何經(jīng)分區(qū)的基站。實際上，分區(qū)的存在通過使遠端單元可能位于的區(qū)域變窄，有助于位置處理。注意，例如，圖3的基站60的地理位置。在考慮到環(huán)程延遲之前，把基站60的覆蓋區(qū)分成6個不同區(qū)域只由扇區(qū)50覆蓋區(qū)域、只由扇區(qū)50和扇區(qū)70覆蓋區(qū)域、只由扇區(qū)70覆蓋區(qū)域、只由扇區(qū)70和扇區(qū)80覆蓋區(qū)域、只由扇區(qū)80覆蓋區(qū)域和只由扇區(qū)80和扇區(qū)50覆蓋區(qū)域。如果用網(wǎng)絡規(guī)劃來使三分區(qū)基站沿著在兩個系統(tǒng)之間的邊界取向，那么可以不必使用在系統(tǒng)2邊界基站中的導頻信標，也不必使用候選基站環(huán)程延遲確定。
最初校準在系統(tǒng)中的每個基站，從而測得的以分貝為單位的去負載(unloaded)的接收機路徑噪聲與測得的以分貝為單位的所需導頻功率之和等于一些常數(shù)。在整個基站系統(tǒng)中，校準常數(shù)是一致的。當系統(tǒng)有負載時(即，遠端單元開始與基站進行通信)，反向鏈路切換邊界有效地移至基站。因此，為了模仿對前向鏈路的相同影響，通過當負載增加(loading)時減小導頻功率，補償網(wǎng)絡保留在基站處接收到的反向鏈路功率和從基站發(fā)送的導頻功率之間的恒定關系。把將前向鏈路切換邊界與反向鏈路切換邊界平衡的處理過程稱為基站周期性小變化(breathing)，在美國專利第＿＿號(發(fā)明名稱為“用于在蜂窩狀通信系統(tǒng)中將前向鏈路切換邊界與反向鏈路切換邊界平衡的方法和裝置”，1996年＿＿頒布并已轉讓給本發(fā)明的受讓人)中詳細描述。
周期性小變化處理可以對MDHO狀態(tài)有不利的影響。再參照圖4B，如果與由基站205發(fā)送的功率相比，由基站200發(fā)送的功率減小，那么覆蓋區(qū)重疊邊界移近至基站200，然后移離基站205。信號電平不影響在任一位置上的遠端單元和基站之間的環(huán)程延遲。因此，當實際邊界已改變時，MDHO表開始識別與適于切換的位置相同的位置。
有幾種處理周期性小變化問題的方法。一種方法是使如存儲在MDHO表中的規(guī)定覆蓋區(qū)重疊區(qū)域變得很窄，從而覆蓋區(qū)重疊區(qū)域保持獨立于當前的周期性小變化狀態(tài)。
處理基站周期性小變化的第二種方法是使在邊界基站處的周期性小變化無效或受限制。周期性小變化機理對前向鏈路信號進行操作以迫使前向鏈路模仿反向鏈路對負載程度的自然反應(natural reaction)。因此，消除周期性小變化并不能消除邊界隨著反向鏈路上的負載而改變，從而即使系統(tǒng)不采用周期性小變化負載也保留因素的危險。
處理基站周期性小變化問題的第三種方法是通過網(wǎng)絡規(guī)劃。如果第二系統(tǒng)的邊界基站不在由第一系統(tǒng)的邊界基站所使用的頻率下發(fā)送話務信道信號(即，現(xiàn)行遠端單元特定信號)，那么將使周期性小變化的影響減至最小。如果邊界基站發(fā)送來自導頻信標單元的導頻信號，那么由于當運用導頻信標單元時不生成任何話務信道信號，所以還使周期性小變化的影響減至最小。由導頻信標輸出的功率隨著時間變化而保持不變。
處理基站周期性小變化的第四種方法是通過使用基于規(guī)則系統(tǒng)。如果邊界基站正在周期性小變化，那么把周期性小變化參數(shù)從每個基站發(fā)送到系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器根據(jù)當前周期性小變化值更新MDHO表。一般，系統(tǒng)控制器增加在MDO表中的環(huán)程延遲值，以反映周期性小變化影響。
在大多數(shù)情況下，周期性小變化影響可能根本不是一個問題。因為這些邊界區(qū)域一般已是技術和商業(yè)問題(business issuess)的來源，所以網(wǎng)絡規(guī)劃一般努力設置在低話務區(qū)域中的兩個系統(tǒng)之間的邊界。較低話務量與周期性小變化的較小影響相對應。
在一些情況下，理想的是，避免存儲和訪問MDHO表。在這種情況下，可以用其它方法來影響切換。例如，在另一個實施例中，用兩種方法來觸發(fā)切換。第一種方法稱為檢測規(guī)則。指定某些基站(或者基站扇區(qū))作為參考基站，R。如果遠端單元在參考基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，而且它報告對觸發(fā)導頻信號(PB)的檢測，那么選擇器用于由數(shù)據(jù)組(R，PB)確定的目標基站觸發(fā)切換。檢測規(guī)則一般，但并不是總是，與導頻信標單元一起使用。
第二種方法稱為不費力(hand-down)規(guī)則。把某些基站標為邊界基站。如果遠端單元現(xiàn)行組只包括一個基站，而且這個基站是邊界基站，以及參考導頻信號環(huán)程延遲超過閾值，那么選擇器觸發(fā)切換。作為替代，如果遠端單元現(xiàn)行組只包括作為邊界基站的基站，而且參考導頻信號環(huán)程延遲超過閾值。一般而言，閾值因基站不同而不同，而且獨立于剩余的現(xiàn)行組。由當前參考導頻確定不費力動作。在用于測量定向切換的一組規(guī)則中，不費力規(guī)則可能是最重要的。注意，指定為邊界基站的基站不必具有鄰近于另一個系統(tǒng)的基站的覆蓋區(qū)的覆蓋區(qū)?？蓪⒉毁M力規(guī)則用于系統(tǒng)間切換和系統(tǒng)內(nèi)切換。
檢測規(guī)則和不費力規(guī)則可以依賴于系統(tǒng)的物理特征。對于這兩個規(guī)則的應用可以增加網(wǎng)絡的設計負擔，諸如，對基站的設置、在多扇區(qū)基站內(nèi)扇區(qū)的取向和天線的物理設置。
如果遠端單元或者基站試圖在邊界基站中開始呼叫，那么遠端單元和基站在訪問信道上交換始發(fā)消息。在較佳實施例中，附加信道管理器位于基站內(nèi)，而且控制訪問信道。附加信道管理器檢查根據(jù)始發(fā)消息計算的環(huán)程延遲估計。如果環(huán)程延遲超過閾值，那么附加信道管理器通知移動交換中心，它可以命令基站把業(yè)務重定向消息送到遠端單元。業(yè)務重定向消息可以把可實施AMPS的遠端單元送到AMPS系統(tǒng)或者另一個CDMA頻率或系統(tǒng)。重定向消息還依賴于由遠端單元所要求的業(yè)務類型。如果要求數(shù)據(jù)連接而不受話音連接，那么AMPS系統(tǒng)可能不能支持該連接。由于這個原因，所進行的動作一般必須依賴于遠端單元的能力和所處狀態(tài)。一般，每個在系統(tǒng)中的每個遠端單元具有類別指示，指定了它的能力?；究梢栽儐栠h端單元當前所處的狀態(tài)，而且可以估計返回的信息作出決定。
圖7示出在CDMA至CDMA相同頻率切換中檢測規(guī)則的應用。假設，在C1A/C2區(qū)域中遠端單元從系統(tǒng)S1移至系統(tǒng)S2。當遠端單元達到C2時，它開始檢測由它發(fā)送的導頻信號。運用這個檢測規(guī)則，如果C1A是參考基站，那么選擇器要求切換到由覆蓋區(qū)C1A控制的AMPS基站。如上所述，可以在比從CDMA系統(tǒng)到在相同頻率下操作的另一個CDMA系統(tǒng)的硬切換更大的物理區(qū)域內(nèi)獲得從FMAMPS系統(tǒng)到另一個FM AMPS系統(tǒng)的硬切換。注意，必須在邊界基站中有一一映射或者至少在CDMA基站覆蓋區(qū)和AMPS基站覆蓋區(qū)之間的基本重疊。已轉換到FM AMPS操作，在FM系統(tǒng)之間的成功系統(tǒng)間硬切換的概率很高。
圖8示出對在CDMA至CDMA不同頻率切換中的檢測規(guī)則的應用。在圖8中，將與系統(tǒng)S2相對應的區(qū)域打陰影線表示系統(tǒng)S2正在頻率f2下與話務信道信號進行通信，但不在頻率f1下與話務信道信號進行通信。在圖8中，不將與系統(tǒng)S1相對應的區(qū)域打陰影線以表示系統(tǒng)S1正在頻率f1下與話務信道信號進行通信，但不在頻率f2下與話務信道信號進行通信?？梢曰虿豢梢杂性谙到y(tǒng)S1或系統(tǒng)S2或兩者的邊界基站中操作的導頻信標。如果存在導頻信標單元，那么可以運用檢測規(guī)則。作為替代，如果C1A和C1B只成為在現(xiàn)行組中的基站，那么一旦環(huán)程延遲測量超過閾值，可以采用不費力規(guī)則。在上述情況之一中，可以進行到在C1A或C1B內(nèi)的并排排列的AMPS基站的切換。
圖8的結構具有比圖7的結構更大的有利之處。圖4C示出運用兩個不同的CDMA頻率的切換的優(yōu)點。圖4C是在與圖4A和4B中相同的格式下，采用兩個不同CDMA頻率的切換區(qū)域的高度理想化表示法。在圖4C中，基站205不在與基站200相同的頻率下發(fā)送話務信道信號，如發(fā)自基站205和遠端單元155的虛線發(fā)送箭頭所表示的那樣。邊界189表示在頻率f1下可以建立在遠端單元155和基站200之間的可靠通信的點。在邊界180和邊界189之間的區(qū)域176表示如果基站205設有導頻信標單元同時通過基站200進行通信，那么遠端單元155可以檢測來自基站205的導頻信號的區(qū)域。
在圖4B和4C之間進行的比較顯示不同頻率切換的優(yōu)點。如果基站205不發(fā)送導頻信號，那么不存在基站205對在基站200和遠端單元155之間的信號的干擾。如果基站205發(fā)送導頻信號，那么由來自基站205的導頻信號引起的對在基站200和遠端單元155之間的信號的干擾量將大大低于如果基站205發(fā)送話務信道信號所產(chǎn)生的干擾。因此，邊界189比邊界186更靠近基站205。
邊界181表示在頻率f2下可以建立在基站155和基站205之間的可靠通信的點。在邊界181和邊界190之間的區(qū)域178表示如果基站200設有在頻率f2下操作的導頻信標單元同時通過基站205進行通信，遠端單元155可以檢測來自基站200的導頻信號的區(qū)域。再次，注意邊界181離基站比邊界184離基站近多少。在邊界181和邊界189之間的區(qū)域174表示其中可以完成從在頻率f1下基站200的通信到在頻率f2下基站205的通信的切換或者反之亦然的區(qū)域。注意，在圖4B中區(qū)域174比區(qū)域170大多少。更大尺寸的區(qū)域174對硬切換處理更有利。使用兩個不同的頻率的這個事實對硬切換處理的影響不大，因為在相同頻率或是在不同頻率下，通信的轉移具有“進行之前斷開”的硬切換特征。不同頻率情況的唯一小缺陷可能是遠端單元需要一些時間來從第一頻率操作轉換到第二頻率操作。
在較佳實施例中，基站和遠端單元都用不同頻率來發(fā)送而不是接收。在圖4C和其它附圖及描述在兩個不同CDMA操作頻率之間的切換的說明書中，可以假設即使為了簡單說明書和附圖都提到單個頻率(諸如頻率f1)來指定對發(fā)送和接收頻率組的應用，在進行切換之后，發(fā)送和接收頻率還是不同的。
再參照圖8，在系統(tǒng)S2中的每個基站不必制止在頻率f1下進行操作。只需要，邊界基站而且有可能的話在系統(tǒng)S2中的下一層內(nèi)部基站制止在頻率f1下進行操作。在系統(tǒng)S2中的內(nèi)部基站可以使用用于CDMA或FM或TDMA或點到點微波鏈路或任何其它功能的頻率f1。
圖9示出對于在兩個系統(tǒng)之間過渡區(qū)域的又一個實施例。圖9的結構需要在第一和第二系統(tǒng)的業(yè)務供應者之間的合作，而且當兩個系統(tǒng)都屬于相同的業(yè)務供應者時最適用。圖9示出兩個并排排列或者基本上并排排列的基站B1和B2，它們提供CDMA至CDMA不同頻率切換。基站B1和基站B2是向覆蓋區(qū)310提供覆蓋范圍的兩扇區(qū)基站。系統(tǒng)S1的基站在扇區(qū)α和扇區(qū)β中提供在頻率f1下的CDMA業(yè)務，而系統(tǒng)S2的基站B2在扇區(qū)α和扇區(qū)β中提供在頻率f2下的CDMA業(yè)務。
注意，由公路(highway)312與覆蓋區(qū)310交叉。當遠端單元從運用頻率f1的系統(tǒng)S1進入覆蓋區(qū)310時，用標準的系統(tǒng)內(nèi)軟切換來將呼叫控制轉移到基站B1，扇區(qū)β。當遠端單元繼續(xù)沿著公路312下時，用軟切換或更軟切換來將通信從基站B1，扇區(qū)β，轉移到基站B1，扇區(qū)α。當基站B1的扇區(qū)α只是在現(xiàn)行組中的扇區(qū)時，不費力規(guī)則將觸發(fā)切換用于在頻率f2下，基站B2的系統(tǒng)S2扇區(qū)β。
在基站B2的扇區(qū)α和基站B1的扇區(qū)β之間，以類似的方法，對從系統(tǒng)S2至系統(tǒng)S1的遠端單元執(zhí)行切換。由于基站B1的扇區(qū)α和基站B2的扇區(qū)β并排排列，而且基站B2的扇區(qū)α和基站B1的扇區(qū)β并排排列，所以在每種情況下，可以成功地競爭(compete)硬切換，而不必擔心遠端單元不在目標基站的覆蓋區(qū)內(nèi)。
圖9的結構具有幾個優(yōu)點。因為其中執(zhí)行從系統(tǒng)S1到系統(tǒng)S2的切換的區(qū)域與其中執(zhí)行從系統(tǒng)S2到系統(tǒng)S1的切換區(qū)域不同，使乒乓情況的概率最小。例如，如果其中執(zhí)行從系統(tǒng)S1到系統(tǒng)S2的切換的區(qū)域基本上與其中執(zhí)行從系統(tǒng)S2到系統(tǒng)S1的切換的區(qū)域相同，那么進入切換區(qū)域然后停止移動或移入該區(qū)域的遠端單元可以連續(xù)切換到一個系統(tǒng)，然后回到另一個系統(tǒng)。圖9的結構引入空間滯后現(xiàn)象。一旦在下半覆蓋區(qū)310中遠端單元將對系統(tǒng)S1的控制轉換到對系統(tǒng)S2的控制，遠端單元將不會將控制移回到系統(tǒng)S1，除非它改變方向并完全重進入上半覆蓋區(qū)310，從而基站B2的扇區(qū)α是遠端單元的現(xiàn)行組的唯一成員。
根據(jù)圖8的結構，在圖9的結構中，在系統(tǒng)S2中的每個基站不必制止運用頻率f1。只需要邊界基站，而且有可能的話，在系統(tǒng)S2中下一層內(nèi)部基站制止運用頻率f1。在系統(tǒng)S2中的內(nèi)部基站可以用頻率f1來發(fā)送CDMA或FM或TDMA或點到點微波鏈路或者用于任何其它功能。此外，在圖9中，基站不必一定包括兩個扇區(qū)，而是可以應用更多的扇區(qū)。
圖10示出這種情況，其中CDMA系統(tǒng)接近于運用不同技術提供業(yè)務的系統(tǒng)?？梢杂门c圖8類似的方法處理這種情況。圖10示出美國底特列，Michigan的特定拓撲結構。底特律(Detroit)一側鄰接加拿大。一條河限定底特列和加拿大之間的邊界。在河上架有幾座橋以連接這兩個國家。
在河的美國這一側，采用CDMA系統(tǒng)S1。在河的加拿大這一側，采用TDMA系統(tǒng)S2。美國和加拿大都操作AMPS系統(tǒng)以及所選的數(shù)字技術。在系統(tǒng)的Detroit側上移動的遠端單元連續(xù)處于CDMA覆蓋區(qū)內(nèi)，可能處于軟或更軟切換狀態(tài)下。然而，當發(fā)現(xiàn)遠端單元唯一處在覆蓋區(qū)CA的扇區(qū)α或覆蓋區(qū)Cc的扇區(qū)α的覆蓋區(qū)內(nèi)時，一旦環(huán)程延遲超過預定閾值，那么運用不費力規(guī)則，觸發(fā)到各個并排排列的AMPS基站的切換。在水上的遠端單元可以或不可能呆在CDMA覆蓋區(qū)內(nèi)，這取決于所選RTD閾值。網(wǎng)絡規(guī)劃必須保證天線適當取向，而且這樣設置基站，從而根據(jù)過渡扇區(qū)可以唯一確定AMPS基站，而且當這些扇區(qū)變成在僅在現(xiàn)行組中的扇區(qū)時呼叫不落下。
圖14示出本發(fā)明的一個實施例，其中操作兩個系統(tǒng)的載波能夠并排排列兩個基站。圖14是地理表示法。覆蓋區(qū)C1A與在頻率f1下操作的系統(tǒng)S1中的內(nèi)部基站相對應。覆蓋區(qū)C1B與在頻率f1下操作的系統(tǒng)S1中的過渡基站相對應。導頻信標P1是在與覆蓋區(qū)C2A并排排列的在頻率f1下操作的導頻信標單元。覆蓋區(qū)C2A與在頻率f2下操作的系統(tǒng)S2中的內(nèi)部基站相對應。覆蓋區(qū)C2B與在頻率f2下操作的系統(tǒng)S2中的過渡基站相對應。導頻信標P2是在與覆蓋區(qū)C1A并排排列的在頻率f2下操作的導頻信標單元。
注意，在圖14的結構中，當遠端單元在系統(tǒng)S1和系統(tǒng)S2之間移動時，必須執(zhí)行在基站C1B和基站C2B之間的硬切換。由于內(nèi)部基站不在進行硬切換的頻率下發(fā)送話務信道，所以在頻率f1下基站C1B和位于覆蓋區(qū)C1B和C2B中的遠端單元之間的通信可靠性很高。同樣，在頻率f2下基站C2B和位于覆蓋區(qū)C1B和C2B中的遠端單元之間的通信可靠性也很高。
與圖14的結構相關的一個問題是覆蓋區(qū)C1B和C2B并排排列。基站并排排列需要在兩個系統(tǒng)操作者之間的一些協(xié)調(diào)(some amount of coordination)。如果由不同的載波操作兩個系統(tǒng)，那么載波可以不要共享物理設備。此外，并排排列可以引起調(diào)整問題。圖15與圖14相類似，除了覆蓋區(qū)C1B和覆蓋區(qū)C2B不完全并排排列。這個實施例的原理應用與兩個基站覆蓋區(qū)基本上重疊的情況。空間滯后區(qū)域大約縮小由兩個覆蓋區(qū)互相偏移的量。
根據(jù)圖14或圖15，操作是相同和十分簡單的。在系統(tǒng)S1移到系統(tǒng)S2的遠端單元最初運用頻率f1與覆蓋區(qū)C1A進行通信。當遠端單元達到兩個并排排列的覆蓋區(qū)時，在頻率f1下的軟切換用于將通信轉移到覆蓋區(qū)C1B。如果遠端單元繼續(xù)移至系統(tǒng)S2，那么遠端單元開始檢測來自導頻信標P1的導頻信號。當現(xiàn)行組只包括與覆蓋區(qū)C1B相對應的基站，和/或?qū)ьl信號P1的導頻信號強度超過某一閾值時，執(zhí)行從與覆蓋區(qū)C1B相對應的基站到與覆蓋區(qū)C2B相對應的基站的硬切換。當遠端單元繼續(xù)移向系統(tǒng)S2時，將軟切換用于在與覆蓋區(qū)C2B相對應的基站和與覆蓋區(qū)C2A相對應的基站之間過渡通信。與此相反的操作用于完成從系統(tǒng)S2到系統(tǒng)S1的切換。
圖14和15的結構與圖9的結構相類似，其中它們都引入一些空間滯后現(xiàn)象的測量。例如，由虛線356表示從系統(tǒng)S1移到系統(tǒng)S2的遠端單元的連接。注意，直至遠端單元達到由箭頭350所示的位置，仍然由在與覆蓋區(qū)C1B相對應的基站中的系統(tǒng)S1在頻率f1下向它提供業(yè)務。同樣，由虛線354表示從系統(tǒng)S2移至系統(tǒng)S1的遠端單元的連接，仍然由與覆蓋區(qū)C2B相對應的基站向它提供業(yè)務。因此，在箭頭350和箭頭352之間，向遠端單元提供通信的業(yè)務依賴于當遠端單元進入?yún)^(qū)域時哪個系統(tǒng)正在提供通信。遠端單元可在箭頭352和350之間的區(qū)域內(nèi)移動，而不必在兩個系統(tǒng)之間切換。
再參照圖4B，解決硬切換問題的另一種方法是增加硬切換區(qū)域170的尺寸。一個原因是由于衰落影響使該區(qū)域變窄。由于位于硬切換區(qū)域170內(nèi)的遠端單元只能建立與基站200或基站205之間的通信，所以如果信號相對于現(xiàn)行基站衰落但是不相對于非現(xiàn)行基站衰落，那么來自非現(xiàn)行基站的干擾會變得很明顯。增加區(qū)域的尺寸和在該區(qū)域內(nèi)通信的可靠性的一種方法是使在該區(qū)域中遠端單元經(jīng)歷的衰落量最小。分集是緩解衰落的嚴重影響的一種途徑。存在三種主要的分集方法時間分集、頻率分集和空間分集。在擴頻CDMA系統(tǒng)中，固有時間和頻率分集。
由公共信號的多個信號路徑產(chǎn)生空間分集(也被稱為路徑分集)。通過分開接收和處理帶有不同傳播延遲到達的信號，經(jīng)過擴頻處理可以有利地利用路徑分集。在美國專利第5,101,501號(發(fā)明名稱為“在CDMA蜂窩狀電話系統(tǒng)中的軟切換”，1992年3月31日頒布)和美國專利第5,109,390號(發(fā)明名稱為“在CDMA蜂窩狀電話系統(tǒng)中的分集接收機”，1992年4月28日頒布)中描述了路徑分集運用的例子，上述兩個專利已被轉讓給本發(fā)明的受讓人。
多路徑環(huán)境的存在可以向?qū)拵DMA系統(tǒng)提供路徑分集。如果以大于一個子碼持續(xù)時間的差分路徑延遲產(chǎn)生兩個或多個信號路徑，那么可以用兩個或更多接收機來在單個基站或遠端單元接收機處分開接收信號。(所需的一個子碼路徑延遲差分是在接收機中完成時間跟蹤的裝置的功能)。在分開接收到信號之后，在解碼處理之前可以分集組合它們。于是，在解碼處理中應用來自多個路徑的全部組合能量，從而增加了能量和解碼處理的精確度。多路徑信號一般在衰落方面顯示它的獨立性，即，不同的多路徑信號一般不一同衰落。于是，如果可以分集組合兩個接收機的輸出，那么只有當兩個多路徑信號同時衰落才發(fā)生性能的顯著損失。
再參照圖4B，假設基站200是現(xiàn)行基站。如果存在來自基站200的由遠端單元155接收到的兩個不同信號分量，那么兩個不同信號獨立或近乎獨立衰落。因此，當只接收到一個不同信號時，發(fā)生來自基站200的全部信號的衰落不嚴重的情況。結果，來自基站205的信號支配從基站200到遠端單元155的信號的可能性不大。
可以人工引入多路徑，而不是依賴于自然或統(tǒng)計發(fā)展的多路徑信號。典型的基站具有兩個接收天線和一根發(fā)送天線。發(fā)送天線通常與一根接收天線相同。圖12中示出這種基站結構。
在圖12中，發(fā)射機330向雙工器332提供發(fā)送信號，而雙工器332又反過來向天線334提供信號。天線334向接收機338的端口1提供第一接收信號，而天線336向接收機338的端口2提供第二接收信號。在接收機338內(nèi)，分開接收到端口1和端口2接收信號，然后為了獲得最大利益在解碼之前組合上述信號。天線334和天線336如此構造，從而從每根天線接收到的信號獨立于互相接收到的信號而衰落。由于向不同接收機提供來自天線334和336的接收信號，而且直至在接收機338內(nèi)解調(diào)上述信號之后才將它們組合起來，所以不嚴格要求在天線334上接收到的信號偏離在天線336上接收到的信號至少達1PN子碼方位(direction)。
為了將分集引入圖12的系統(tǒng)，可以用第二雙工器來將發(fā)送信號通過延遲線耦連到以前僅作接收用的天線(formerly receive-only antenna)。
在圖13中，發(fā)射機330向雙工器332提供發(fā)送信號，而雙工器332反過來向天線334提供信號。此外，發(fā)射機330向延遲線340并向雙工器342和天線336提供發(fā)送信號(在大多數(shù)基本實施例中，它包括與原始發(fā)送信號相同的信號)。如圖12所示，如此構成天線334和天線336，從而在遠端單元處從每根天線接收到的信號獨立衰落。由于在遠端單元處通過單根天線接收到的兩個信號，所以除在衰落方面的獨立性，必須在時間上將兩個信號充分地分開，從而遠端單元可以分開地區(qū)分信號。延遲線添加充足的延遲，從而相對于來自天線334的信號，從天線336發(fā)射的信號以大于一個子碼的延遲到達遠端單元，從而遠端單元可以區(qū)分信號并分開接收和解調(diào)它們。在較佳實施例中，圖13的分集基站結構僅用于邊界基站。
在另一個實施例中，延遲線340包括增益調(diào)節(jié)元件?？捎迷鲆嬲{(diào)節(jié)元件，相對于由天線334發(fā)送的信號來調(diào)節(jié)由天線336發(fā)送的信號電平。這種結構的優(yōu)點在于來自天線336的信號對在系統(tǒng)中的其它信號干擾不大。然而，當來自天線334的信號衰落時，來自天線336的信號電平相對于來自天線334的信號，變得很重要。于是，在較佳實施例中，如果相對于遠端單元，來自天線334的信號的衰落很深，那么來自天線336的信號足夠大從而在衰落的持續(xù)時間內(nèi)提供可靠的通信。
只有當至少一個遠端單元位于硬切換區(qū)域中時，提供來信天線336的信號才有可能是有利的。這種技術還可用于下列實施例中的任一個實施例。
又一個不同的實施例可以產(chǎn)生攜帶不同信號組的分開信號路徑，以通過天線336發(fā)送。在該實施例中，基站確定那些遠端單元需要分集(即，哪些遠端單元位于硬切換區(qū)域)。通過天線336發(fā)送的信號組可以單獨包括用于在硬切換區(qū)域中的遠端單元的話務信道信號和導頻信號。另外，還可以包括尋呼和同步信道發(fā)送。如上所述，只有當至少一個遠端單元位于硬切換區(qū)域中時，提供來自天線336的導頻和其它信號才是有利的。例如，通過檢測需要超過一些閾值的發(fā)送功率的遠端單元或者根據(jù)環(huán)程延遲，可以識別需要分集的遠端單元。對兩個發(fā)射機的運用減小凈發(fā)送功率量，從而減小系統(tǒng)中的干擾，包括對在硬切換區(qū)域170內(nèi)正與基站205進行通信的遠端單元的干擾。在圖13中，虛線348示出第二實施例，其中運用攜帶不同信號組的兩個分開的信號路徑。假設，在發(fā)射機330內(nèi)，引入所需的在兩個信號之間的任何延遲。
應注意，不需要把第二輻射器(radiator)與基站并排排列?？蓪⑺珠_很長一段距離，而且可位于硬切換邊緣附近。作為替代，可以從不同天線發(fā)送信號，而不是運用以前僅作接收的天線來發(fā)送分集信號。不同天線可以是高度定向點天線(spot antenna)，它將能量聚集在硬切換區(qū)域內(nèi)。
通過結合不同天線一起運用分開信號路徑，可以獲得特別有利的結構。在這種情況下，通過將與標稱地分配給發(fā)射機330的PN偏置不同的PN偏置分配由不同天線發(fā)送的信號，可以獲得更多分集。通過這種方法，當遠端單元進入不同天線的覆蓋區(qū)時，基站執(zhí)行軟切換。當遠端單元位于硬切換區(qū)域中時，不同PN偏置的運用對識別很有用?？梢杂枚喾N不同的拓撲結構來執(zhí)行上述實施例以提供相同結果。
還應注意，將分集引入系統(tǒng)有幾種方法。例如，通過來自分集天線的信號相位的游移，還可以將衰落影響減至最小。相位游移分裂了多路徑信號幅度和相位的對準，它可以在信道中產(chǎn)生深衰落。在美國專利第5,437,055號(發(fā)明名稱為“用于在室內(nèi)微型蜂窩狀通信系統(tǒng)中多路徑分集的天線系統(tǒng)”，1996年7月25日頒布，并轉讓給本發(fā)明的受讓人)中詳細描述這種系統(tǒng)的例子。
通過控制發(fā)送功率，在CDMA系統(tǒng)中，可以在某種程度上進一步控制衰落的不利影響。通過增加由基站發(fā)送的功率，可以補償減小由遠端單元接收到的來自基站的功率衰落。功率控制功能根據(jù)時間常數(shù)進行操作。根據(jù)功率控制環(huán)的時間常數(shù)和衰落的時間長度，系統(tǒng)可以通過增加基站的發(fā)送功率來對衰落作出補償。當遠端單元處于可以執(zhí)行硬切換的區(qū)域內(nèi)上，可以增加從基站發(fā)送到遠端單元的標稱功率電平。再者，例如，可以根據(jù)環(huán)程延遲或者通過報告超過閾值的導頻信號來識別需要功率增加的遠端單元。只通過增加發(fā)送到那些需要的遠端單元的功率，減小凈發(fā)送功率量，從而減小系統(tǒng)中的全部干擾。
如結合圖3所述，其中需要執(zhí)行硬切換的一種情況是遠端單元必須改變它在單個系統(tǒng)內(nèi)操作的頻率的情況。例如，可以進行這種切換以避免對與CDMA通信系統(tǒng)同時存在操作的點到點微波鏈路的干擾，或者使所有話務信道信號過渡至單個頻率，從而在系統(tǒng)的邊界處可能發(fā)生CDMA至CDMA不同頻率切換。在圖3中，在定向微波天線130和定向微波天線135之間示出點到點微波鏈路140。由于定向微型天線130和定向微波天線135是高度定向，所以點到點微波鏈路140具有很窄的場。如此，系統(tǒng)的其它基站(諸如，115、120)和扇區(qū)50、70和80可以進行操作，而不干擾點到點微波鏈路140。
在較佳實施例的例子中，在微波頻率下發(fā)送CDMA信號，因此與系統(tǒng)交叉的點到點鏈路只有在它還在微波頻率下操作的情況下才產(chǎn)生干擾。在最一般的實施例中，點到點鏈路可以在高于或低于一般指定為微波頻率的頻率下進行操作。
雖然上述技術可用于那些硬切換，但是一般系統(tǒng)內(nèi)硬切換優(yōu)于系統(tǒng)間硬切換，其中由相同的控制器控制其中完成切換的兩個基站。圖11示出用于提供運用單個多分區(qū)基站的CDMA至CDMA不同頻率切換的另一種結構?；綛1A和基站B1B具有兩個差分扇區(qū)，標為α和β。在基站B1A中，扇區(qū)α和β在頻率f1下進行操作。在基站B1B中，扇區(qū)α和β在頻率f2下進行操作。基站B1A和基站B1B都具有一個全方向扇區(qū)，γ，在與該基站內(nèi)的定向扇區(qū)不同的頻率下進行操作。例如，在基站B1A中，扇區(qū)γ在頻率f2下進行操作，而且在基站B1B中扇區(qū)γ在頻率f1下進行操作。
圖11運用不費力規(guī)則。全方向扇區(qū)γ被標為邊界扇區(qū)，環(huán)程延遲閾值為0意味著如果γ扇區(qū)之一是在現(xiàn)行組中的唯一基站，那么無論環(huán)程延遲是多少，都立即觸發(fā)切換。注意，γ扇區(qū)實際上不是兩個系統(tǒng)之間的邊界扇區(qū)，但從遠端單元透視的角度看來所產(chǎn)生的作用是相同的。當遠端單元在頻率f1下從在系統(tǒng)S1內(nèi)的鄰近覆蓋區(qū)移入基站B1A，用軟切換來建立與基站B1A的扇區(qū)α的通信，而用軟或更軟切換來將連接轉移到基站B1A的扇區(qū)β。然后，用軟切換來將連接轉移到被標為邊界基站的基站B1B的扇區(qū)γ。一旦基站B1B的扇區(qū)γ變成現(xiàn)行組的唯一成員，進行從基站B1B的扇區(qū)γ到基站B1B的扇區(qū)β的硬切換。
注意，這種結構還引入空間滯后現(xiàn)象，其中一旦將操作轉移到頻率f2下，不將操作轉移回到頻率f1，除非遠端單元進入基站B1A的扇區(qū)γ的覆蓋區(qū)到這樣的程度，從而它變成現(xiàn)行組的唯一成員。此外，注意運用三個不同扇區(qū)的選擇依賴大多數(shù)多分區(qū)基站包括三個扇區(qū)的事實，因而可獲得的基站設備一般支持三個扇區(qū)。如此，運用三個扇區(qū)的設計具有現(xiàn)實意義。當然，可以用更多或更少量的扇區(qū)。
存在其中可以運用這種結構的兩種不同情況。可在所有話務必須改變頻率的位置上運用圖11的結構。在這種情況下，在基站B1A左側的基站不用頻率f2，而且在基站B1B右側的基站不用頻率f1。在這種情況下，從一側進入并從另一側出來的遠端單元必須過渡頻率。在另一種情況下，例如，在基站B1B右側的基站只用頻率f2，諸如因為微波鏈路禁止在該區(qū)域使用頻率f1。然而，在基站B1A左側的基站可以在頻率f1或頻率f2下進行操作。在這種情況下，所有、一些或沒有從基站B1B移至基站B1A的遠端單元可以從頻率f2過渡到頻率f1。
圖16中示出處理其中需要清除頻譜的點到點微波鏈路或其它區(qū)域的第二種不同的方法。在圖16中，在點到點微波鏈路140周圍構成“靜錐區(qū)”(如波束364和366所示)。靜錐區(qū)是導頻信號，它作為對檢測它的遠端單元的參考信號。當遠端單元報告檢測與靜錐區(qū)相對應的導頻信號，系統(tǒng)控制器知道導頻信號是靜錐區(qū)表示，而不受可變候選導頻信號。系統(tǒng)控制器將接收到與靜錐區(qū)相對應的導頻信號作為開始硬切換激勵信號(stimulus)。雖然可以執(zhí)行其它類型的切換，但是一般執(zhí)行的切換是系統(tǒng)內(nèi)CDMA至CDMA不同頻率切換。
靜錐區(qū)的感興趣方面是靜錐區(qū)導頻信號與任一基站特別不相關。一般，由與定向微波天線130和135并排排列的導頻信標單元生成靜錐區(qū)導頻信號。由可以使用的兩個不同的靜錐區(qū)拓撲結構。在如圖16所示的第一種拓撲結構中，波束364和366實際上是保護點到點微波鏈路140的任一側的窄發(fā)送頻帶。在如圖17所示的第二種拓撲結構中，波束360和362限定導頻信號發(fā)送覆蓋區(qū)的邊界。在圖17中，導頻信號覆蓋區(qū)和點到點微波鏈路140覆蓋區(qū)實際上覆蓋相同區(qū)域。一般，由與微波天線不同的兩個分開的天線產(chǎn)生波束364和366?？捎膳c微波信號相同的天線、與所述微波天線不同但全同天線或限定稍寬覆蓋區(qū)的天線，產(chǎn)生波束360和362。
圖16中的第一拓撲結構具有即使點到點微波鏈路在與靜錐區(qū)導頻信號相同的頻率下進行操作，靜錐區(qū)導頻信號也不干擾點到點微波鏈路的優(yōu)點。第一拓撲結構具有這樣的缺陷，即，如果遠端單元通過靜錐區(qū)導頻信號波束而沒有檢測到信號并且沒有改變頻率，那么連接可能落下或者連接可能連續(xù)并對點到點微波鏈路產(chǎn)生干擾。此外，如果將功率施于遠端單元，同時它位于波束364和366內(nèi)，那么遠端單元將不能檢測導頻信號，而且可以對微波鏈路有干擾。
微波鏈路可以是雙向，而且鏈路的這種操作可能需要兩個CDMA頻率信道。在一個實施例中，清除兩個CDMA反向鏈路信道以容納點到點微波鏈路。在與為點到點微波鏈路清除的兩個反向鏈路信道中的每個信道相對應的靜錐區(qū)覆蓋區(qū)內(nèi)發(fā)送兩個不同前向鏈路靜錐區(qū)導頻信號。用這種方法，由于頻率分集，兩個導頻信號可以覆蓋點到點微波鏈路覆蓋區(qū)而不干擾在兩個定向天線之間的實際通信。
在第三實施例中，導頻信號可在相同的頻率下與點到點微波鏈路同時存在，而不對點到點微波鏈路有顯著的影響。CDMA導頻信號是寬帶、低功率、擴頻信號。將這種信號認為是對其它類型的通信系統(tǒng)的簡單的高斯噪聲。固有CDMA信號性能使它唯一能與其它通信系統(tǒng)同時存在，而不產(chǎn)生顯著的干擾。
在兩個點到點微波鏈路天線之間的距離可以大于在一般基站和它所限定的覆蓋區(qū)邊緣之間的距離。因此，遠端單元檢測到靜錐區(qū)導頻信號的延遲可以大大長于一般與蜂窩狀系統(tǒng)相關的延遲。如此，可能需要將靜錐區(qū)導頻信號認為是連續(xù)導頻信號偏置組中的一員。例如，引入靜錐區(qū)導頻信號的延遲大于將檢測到的導頻信號偏置映射在下一個連續(xù)導頻信號偏置上的在導頻信號之間的正常偏置。一般這種操作不是問題，因為一般系統(tǒng)運用每第七或第八PN偏置?？梢詫㈩A計靜錐區(qū)導頻信號的偏置組加入鄰近組，從而遠端單元用與它搜索其它鄰近表入口相同的方法搜索這些信號。
一旦檢測到靜錐區(qū)導頻信號所進行的動作依賴于建立與其進行的現(xiàn)行通信的基站。由于相同的靜錐區(qū)導頻信號可以橫穿多個基站覆蓋區(qū)，所以導頻信號本身提供關于遠端單元位置或者需要進行的動作的極少信息。當檢測到導頻信號時，應執(zhí)行切換的基站和頻率是根據(jù)現(xiàn)行組的成員。此外，可由現(xiàn)行或候選組成員確定所進行的動作。此外，所進行的動作可以根據(jù)靜錐區(qū)導頻信號的檢測到的PN偏置。此外，延遲要進行的動作直至靜錐區(qū)導頻信號的信號強度超過第二高閾值。由于靜錐區(qū)導頻信號提供如此少的信息，所以在這個系統(tǒng)中可以用相同的導頻信號偏置來保護多個不同的點到點微波鏈路。在圖16中，所有波束364和366可以在相同或四個不同PN偏置處進行操作。
如果在兩個點到點微波鏈路天線之間的距離變長?？梢杂弥欣^站來延伸導頻信號的覆蓋區(qū)。在待批美國專利申請第08/522,469號(發(fā)明名稱為“相同頻率、十分雙工中繼站”，1995年8月31日申請，并轉讓給本發(fā)明的受讓人)中詳細描述了用于在CDMA系統(tǒng)中提供中繼站的方法和裝置。
作為替代，可以沿著微波長度路徑安裝提供相同或不同偏置導頻序列的一系列天線，以更窄、更精確和可靠地限定靜錐區(qū)。
可以組合本發(fā)明的多個原理。例如，可以結合提供系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間空間滯后現(xiàn)象的物理覆蓋區(qū)結構一起使用檢測和不費力規(guī)則。這些規(guī)則可以與其它網(wǎng)絡規(guī)劃結構組合起來以提供最大利益，諸如對CDMA至CDMA不同頻率切換的運用?？梢栽黾涌刂栖浨袚Q處理的參數(shù)以增加候選和現(xiàn)行組成員數(shù)量。還增加基站周期性小變化?？梢园堰h端單元測量定向硬切換原理與提供系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間空間滯后現(xiàn)象的物理覆蓋區(qū)結構相結合。還可以將它與規(guī)劃提供最大利益的結構的其它網(wǎng)絡(諸如運用CDMA至CDMA不同頻率切換)結合起來。
向熟悉本技術領域的人員提供較佳實施例的上述描述以執(zhí)行或運用本發(fā)明。對于熟悉本技術領域的人員而言，對這些實施例的各種變更是顯而易見的，而且可以把這里所限定的一般理論應用于其它實施例，而不用進行創(chuàng)造性勞動。于是，本發(fā)明并不局限于這里所揭示的實施例，而是根據(jù)與這里所揭示的原理和新穎性一致的最寬范圍。
權利要求
1.在一種通信網(wǎng)絡中，其中遠端單元通過至少一個基站與另一個用戶進行通信，所述網(wǎng)絡包括由移動交換中心控制的多個基站，其特征在于，用于限定在給定頻率下禁止在所述基站組和所述遠端單元之間的通信的區(qū)域方法包括下列步驟從所述多個基站的每個基站發(fā)送識別導頻信號；從輔助天線發(fā)送靜區(qū)域識別導頻信號；在所述遠端單元處測量與鄰近基站組相對應的識別導頻信號組的信號強度；在所述遠端單元處測量所述靜區(qū)域識別導頻信號的信號強度；由所述遠端單元通過已使其建立通信的第一基站向所述移動交換中心報告導頻強度測量報告，其中所述導頻強度測量報告包括具有超過預定閾值的信號強度的測得的導頻偏移表；和如果所述導頻強度測量報告包括與所述靜區(qū)域識別導頻信號相對應的入口，則開始對在所述遠端單元和所述第一基站之間的所述已建立的通信執(zhí)行切換。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括從所述多個基站中的每個基站發(fā)送公共導頻序列，其中所述多個基站中的每個基站在識別信道偏置處發(fā)送所述公共導頻序列，以提供所述識別導頻信號的步驟。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，由導頻信標單元生成所述靜區(qū)域識別導頻信號。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，包括下列步驟在所述遠端單元處，存儲包括與每個基站相對應的入口的現(xiàn)行基站表，其中建立與所述每個基站的現(xiàn)行通信；在所述遠端單元處，存儲包括與每個基站相對應的入口的候選基站表，其中可以但是還沒有建立通過所述每個基站的現(xiàn)行通信；和在所述遠端單元處，存儲鄰近基站表，從所述鄰近基站表中選擇所述候選基站表，而且包括與所述靜區(qū)域識別導頻信號相對應的至少一個入口。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述鄰近基站表包括與所述靜區(qū)域識別導頻信號相對應的一系列連續(xù)入口。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，包括由在所述移動交換中心中的現(xiàn)行通信控制單元檢測通信的所述切換的步驟，其中所述現(xiàn)行通信控制單元可以與每個基站進行通信，所述遠端單元已建立與所述每個基站的通信。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述現(xiàn)行通信控制單元是選擇器。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括由所述現(xiàn)行通信控制單元確定應進行的切換類型的步驟。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述切換類型是從運用碼分多址(CDMA)在第一頻率下與所述遠端單元進行通信的所述第一基站到運用另一種調(diào)制技術在第二頻率下進行操作的所述第一基站的切換。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述另一種調(diào)制技術是調(diào)頻(FM)。
11.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述另一種調(diào)制技術時分多址(TDMA)。
12.如權利要求8所述的方法，其特征在于，應采取的動作類型是從運用CDMA在第一頻率下與所述遠端單元進行通信的所述第一基站到運用CDMA在第二頻率下進行通信的所述第一基站的切換。
13.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述現(xiàn)行基站表確定應啟動的動作類型的步驟。
14.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)所述現(xiàn)行基站表和所述候選基站表確定應啟動的切換類型的步驟。
15.如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)現(xiàn)行基站表和代碼相位，確定應啟動的切換類型，其中在所述代碼相位下接收到所述靜區(qū)域識別導頻信號。
16.如權利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述靜區(qū)域識別導頻信號超過第二預定閾值，那么執(zhí)行所述啟動步驟。
17.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述遠端單元運用由偽隨機噪聲(PN)序列擴展的擴頻信號與所述第一基站進行通信，而且以PN子碼指定所述識別信道偏置。
18.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括從所述輔助天線發(fā)送點到點信號的步驟，其中所述點到點信號不是由所述通信網(wǎng)絡用來與所述遠端單元進行通信的信號。
19.如權利要求18所述的方法，其特征在于，所述點到點信號和所述靜區(qū)域識別導頻信號在公共頻率下，在公共覆蓋區(qū)內(nèi)進行操作。
20.如權利要求18所述的方法，其特征在于，所述點到點信號在與用于發(fā)送所述靜區(qū)域識別導頻信號的通信網(wǎng)絡前向鏈路頻帶相關的通信網(wǎng)絡反向鏈路頻帶內(nèi)進行操作。
21.如權利要求18所述的方法，其特征在于，所述點到點信號是在兩個不同頻率下進行操作的雙向鏈路，每條鏈路在通信網(wǎng)絡反向鏈路頻帶內(nèi)進行操作，而且所述靜區(qū)域識別導頻信號在與所述兩個通信網(wǎng)絡反向鏈路頻帶之一相對應的通信網(wǎng)絡前向鏈路頻帶中進行操作。
22.如權利要求1所述的方法，其特征在于，把所述輔助天線與用于發(fā)送點到點信號的點到點天線并排排列，而且所述輔助天線提供不是大量重疊由所述點到點天線產(chǎn)生的覆蓋區(qū)的保護導頻覆蓋區(qū)。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于，把第二輔助天線與所述點到點天線并排排列，而且所述第二輔助天線提供沒有大量重疊由所述點到點天線產(chǎn)生的所述覆蓋區(qū)的第二保護頻帶覆蓋區(qū)，而且所述保護頻帶覆蓋區(qū)和所述第二保護頻帶覆蓋區(qū)位于由所述點到點天線產(chǎn)生的所述覆蓋區(qū)的相對兩側上。
24.如權利要求1所述的方法，其特征在于，把所述輔助天線與點到點發(fā)射機并排排列，還包括從第二輔助天線發(fā)送識別導頻信號的第二靜區(qū)域的步驟，其中所述第二輔助天線與用于接收由所述點到點發(fā)射機發(fā)送的點到點信號的點到點接收機并排排列。
25.如權利要求24所述的方法，其特征在于，所述多個基站中的每個基站發(fā)送由偽隨機噪聲(PN)序列擴展的公共導頻序列，而且所述多個基站中的每個基站在以PN子碼指定的識別信道偏置下發(fā)送所述公共導頻序列，從而提供所述識別導頻信號。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，所述識別信道偏置是所有多個系統(tǒng)寬導頻序列偏置指數(shù)增值，而且所述靜區(qū)域識別導頻信號與所述識別信道偏置的連續(xù)序列相關。
27.如權利要求25所述的方法，其特征在于，在第一識別信道偏置下生成所述靜區(qū)域識別導頻信號，而且在所述第一識別信道偏置下生成所述第二靜區(qū)域識別導頻信號。
28.如權利要求25所述的方法，其特征在于，在第一識別信道偏置下生成所述靜區(qū)域識別導頻信號，而且在第二信道偏置下生成所述第二靜區(qū)域識別導頻信號。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于，由導頻信標單元生成所述靜區(qū)域識別導頻信號。
30.如權利要求1所述的方法，其特征在于，把所述輔助天線與點到點發(fā)射機并排排列，還包括從第二輔助天線發(fā)送識別導頻信號的第二靜區(qū)域的步驟，其中把所述第二輔助天線與第二點到點發(fā)射機并排排列。
31.如權利要求30所述的方法，其特征在于，從所述多個基站中的每個基站發(fā)送由偽隨機噪聲(PN)序列擴展的公共導頻序列，而且所述多個基站中的每個基站在以PN子碼指定的識別信道偏置下發(fā)送所述公共導頻序列，以提供所述識別導頻信號。
32.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述識別信道偏置是所有多個系統(tǒng)寬導頻序列偏置指數(shù)增值，而且所述靜區(qū)域識別導頻信號與所述識別信道偏置的連續(xù)序列相關。
33.如權利要求32所述的方法，其特征在于，在所述第一識別信道偏置下生成所述靜區(qū)域識別導頻信號，而且在所述第一識別信道偏置下生成所述第二靜區(qū)域識別導頻信號。
34.如權利要求30所述的方法，其特征在于，在第一識別信道偏置下生成所述靜區(qū)域識別導頻信號，而且在第二識別信道偏置下生成所述第二靜區(qū)域識別導頻信號。
35.如權利要求34所述的方法，其特征在于，由導頻信標單元生成所述第二靜區(qū)域識別導頻信號。
36.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟在中間中繼站處，接收所述靜區(qū)域識別導頻信號；和從所述中間中繼站重發(fā)送識別靜區(qū)域?qū)ьl信號的所述靜區(qū)域。
37.如權利要求36所述的方法，其特征在于，所述中繼站是時分雙工中繼站。
38.一種用于指定通信系統(tǒng)的區(qū)域的裝置，其中由至少一個遠端單元用所述通信系統(tǒng)來與另一個用戶進行通信，所述通信系統(tǒng)包括發(fā)送識別導頻信號的多個基站.其中遠端單元測量與鄰近基站組相對應的識別導頻信號組的信號強度，并通過建立與其進行的通信的第一基站向移動交換中心報告導頻強度測量消息，其特征在于，所述裝置包括；用于生成區(qū)域識別導頻信號的導頻信標單元；和用于發(fā)送所述區(qū)域識別導頻信號和點到點信號的天線系統(tǒng)，其中所述點到點信號不是由所述通信系統(tǒng)用來與所述至少一個遠端單元進行通信的信號。
39.如權利要求38所述的裝置，其特征在于，所述點到點信號和所述區(qū)域識別導頻信號在公共頻率下，在由通信系統(tǒng)產(chǎn)生的公共覆蓋區(qū)內(nèi)進行操作。
40.如權利要求38所述的裝置，其特征在于，所述點到點信號在落在所述通信系統(tǒng)的反向鏈路頻帶內(nèi)的頻率下進行操作，而且所述區(qū)域識別導頻信號在落在與所述反向鏈路頻帶相關的前向鏈路頻帶內(nèi)的頻率下進行操作。
41.如權利要求40所述的裝置，其特征在于，所述點到點信號和所述區(qū)域識別導頻信號在由所述通信系統(tǒng)產(chǎn)生的公共覆蓋區(qū)中進行操作。
42.如權利要求38所述的裝置，其特征在于，所述點到點信號是在兩個不同頻率下進行操作的雙向鏈路的一部分，每個鏈路在通信系統(tǒng)反向鏈路頻帶內(nèi)進行操作，而且所述區(qū)域識別導頻信號在與所述兩個通信系統(tǒng)反向鏈路頻帶之一相對應的通信系統(tǒng)前向鏈路頻帶上進行操作。
43.如權利要求42所述的裝置，其特征在于，所述點到點信號和所述區(qū)域識別導頻信號在由所述天線系統(tǒng)產(chǎn)生的公共覆蓋區(qū)內(nèi)進行操作。
44.如權利要求38所述的裝置，其特征在于，所述天線系統(tǒng)是天線組，它包括用于在第一覆蓋區(qū)內(nèi)發(fā)送所述點到點信號的點到點天線和用于在偏離由所述點到點天線產(chǎn)生的所述覆蓋區(qū)的第一保護頻帶覆蓋區(qū)內(nèi)發(fā)送所述區(qū)域識別導頻信號的導頻信號天線。
45.如權利要求44所述的裝置，其特征在于，所述天線系統(tǒng)包括用于在偏離由所述點到點天線產(chǎn)生的所述覆蓋區(qū)的第二保護頻帶覆蓋區(qū)上內(nèi)發(fā)送第二區(qū)域識別導頻信號的第二導頻信號天線，而且把所述第一保護頻帶覆蓋區(qū)和所述第二保護頻帶覆蓋區(qū)設置在由所述點到點天線產(chǎn)生的所述覆蓋區(qū)的相對側上。
46.如權利要求45所述的裝置，其特征在于，所述多個基站中的每個基站發(fā)送由偽隨機噪聲(PN)序列擴展的公共導頻序列，而且所述多個基站中的每個基站在以PN子碼指定的識別信道偏置下發(fā)送所述公共導頻序列以提供所述識別導頻信號。
47.如權利要求46所述的裝置，其特征在于，所述識別信道偏置是所有多個系統(tǒng)寬導頻序列偏置指數(shù)增量，而且所述區(qū)域識別導頻信號與所述識別信道偏置的連續(xù)序列相關。
48.如權利要求46所述的裝置，其特征在于，在第一識別信道偏置下產(chǎn)生所述區(qū)域識別導頻信號，而且在所述第一識別信道偏置下產(chǎn)生所述第二區(qū)域識別導頻信號。
49.如權利要求46所述的裝置，其特征在于，在第一識別信道偏置下生成所述區(qū)域識別導頻信號，而且在第二識別信道偏置下生成所述第二區(qū)域識別導頻信號。
50.如權利要求38所述的裝置，其特征在于，還包括用于發(fā)送第二區(qū)域識別導頻信號和接收由所述天線系統(tǒng)發(fā)送的所述點到點信號的第二天線系統(tǒng)。
51.如權利要求50所述的裝置，其特征在于，所述多個基站中的每個基站發(fā)送由偽隨機噪聲(PN)序列擴展的公共導頻序列，而且所述多個基站中的每個基站在以PN子碼指定的識別信道偏置下發(fā)送所述公共導頻序列以提供所述識別導頻信號。
52.如權利要求51所述的裝置，其特征在于，所述識別信道偏置是所有多個系統(tǒng)寬導頻序列偏置指數(shù)增值，而且所述區(qū)域識別導頻信號與所述識別信道偏置的連續(xù)序列相關。
53.如權利要求51所述的裝置，其特征在于，在第一識別信道偏置下產(chǎn)生所述區(qū)域識別導頻信號，而且在所述第一識別信道偏置下產(chǎn)生所述第二識別導頻信號。
54.如權利要求51所述的裝置，其特征在于，在第一識別信道偏置下產(chǎn)生所述區(qū)域識別導頻信號，而且在第二識別信道偏置下產(chǎn)生所述第二區(qū)域識別導頻信號。
55.如權利要求50所述的裝置，其特征在于，由導頻信標單元生成所述區(qū)域識別導頻信號。
56.如權利要求38所述的裝置，其特征在于，還包括接收所述區(qū)域識別導頻信號和從所述中間中繼站重發(fā)送所述區(qū)域識別靜區(qū)域?qū)ьl信號的中間中繼站。
57.如權利要求56所述的裝置，其特征在于，所述中繼站是時分雙工中繼站。
全文摘要
在通信網(wǎng)絡中,遠端單元(125)通過至少一個基站(B
文檔編號H04W16/32GK1262847SQ9719658
公開日2000年8月9日 申請日期1997年5月22日 優(yōu)先權日1996年5月22日
發(fā)明者小林賽·A·韋弗, 凱瑟琳·W·懷特 申請人:夸爾柯姆股份有限公司