CN1123264C - 移动无线电系统和移动无线电系统中信道分配的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一般涉及用于确定哪个无线电信道将分配给移动站用于通过移动无线电系统通信的方法,并且涉及其中能分配无线电信道给移动站的用于移动无线电通信的系统。更具体地,本发明涉及用于无线电信道分配的系统与方法,其中测量候选无线电信道上的无线电质量和估算在候选无线电信道上建立无线电连接对已有无线电连接的干扰影响。利用这些测量与估算以及有关将建立的连接所要求的质量的信息,确定哪个无线电信道(如果有的话)应分配给此MS。
Description
本发明的领域
本发明一般涉及移动无线电通信的领域,并且更具体地涉及用于在移动无线电系统中给用户分配无线电信道的方法与设备。背景
由于现有移动无线电系统上的负载在不断增加,所以有效利用不足的频率资源变得越来越重要。今天许多努力投入在规划移动无线电小区结构上,以优化给定某一带宽量的情况中具有可接受信道质量的连接的数量。如何将可利用的信道分配给已有与将要建立的无线电连接对于系统的整体性能来说是最重要的。在1996年6月IEEEPersonal Communications杂志上I.Katzela与M.Naghshineh所著的出版物“Channel assignment schemes for cellular mobiletelecommunication systems:A comprehensive survey”中描述用于信道分配的不同方法。
一组重要的信道分配方案是将信道分配决定基于在将在一个候选信道上建立连接时那个候选信道将经历的同信道干扰测量的方案。然而,基于这样的干扰测量的决定只能导致次最佳分配。具有低的同信道干扰的信道的分配有可能对网络中的已有呼叫导致负面影响,并因而导致这样的呼叫质量的恶化。这样的恶化时常将导致干扰恶化的呼叫切换到其他的无线电信道,这又可能进一步使现有连接受到不利影响。
在文献中能找到解决在分配新信道给连接时避免对已有连接的不希望影响的问题的尝试。在WO 97/32444中,描述用于分配频率给小区的一种方法,其中用于选择特定频率的一个准则是被选择的频率在与那个小区中所用的任何一个选择频率组合时不能引起三阶互调产物。然而,建立新的无线电连接对现有无线电连接的影响远超过三阶互调产物对其中此新连接被建立的小区中的现有连接的影响。要考虑的一个非常重要的影响是,对于除其中将要建立此连接的小区之外的小区中所使用的信道将主要考虑的同信道与相邻信道干扰的影响。在US 5491837中,描述用于频率分配的一种方法,其中选择要求最低发射功率的频率,来获得特定载波干扰(C/I)值。在此方法中使用建立发射功率门限,这阻止需要大功率并因此产生高电平干扰的用户进入此系统。这是解决此问题的一种相当不完善的方法,这是因为没有门限值是所有时间对所有频率都是最佳的门限值。因而,使用此方法不能以有效方式使用可利用信道。
因此如果能找到预测新连接的建立对已有连接的干扰影响的方法将是非常有益的。本发明的一个目的是提供这样的一种方法。概述
本发明的一个目的是通过使系统中的无线电连接上的干扰最小来提高移动无线电系统的性能。
本发明的另一目的是有助于以更有效的方式来使用可利用的无线电信道。
本发明的还一目的是减少由系统执行的切换的数量。
根据本发明,这利用对于移动站确定其中一些可利用的无线电信道已经用于已有无线电连接的移动无线电系统中的业务通信的无线电信道的方法来解决。此方法包括以下步骤:选择候选无线电信道;测量这些候选无线电信道的质量;估算在这些候选无线电信道上建立无线电连接对已有无线电连接的干扰影响;并根据该测量与估算步骤中获得的结果来确定候选信道之一用于通信。
本发明的目的还利用用于移动无线电通信的系统或更简单地利用移动无线电系统来实现,此系统具有多个无线电信道,其中一些无线信道用于已有无线电连接,其中未使用的无线电信道是可分配给移动站用于在此移动无线电系统中通信的无线电信道,此移动站能测量无线电信道的无线电质量。此系统包括:无线电资源管理装置,保持用于分配的候选无线电信道的表,并确定将进行分配的无线电信道;干扰监视装置,用于估算特定的候选无线电信道上的无线电连接对已有无线电连接的影响;和用于在该移动站与该无线电资源管理装置之间交换信息的装置。
利用本发明的方法与系统在实际执行建立之前知道将在特定无线电信道上建立的连接所期望的质量以及新连接的建立对已有连接的干扰影响。因此,利用此知识作为基础来确定哪个无线电信道将分配给将建立的无线电连接,实现移动无线电系统中所有无线电连接的提高性能,这是因为不管小区结构如何都避免了新连接对已有连接的不可接受的干扰。而且,减少必须执行将建立的连接或其他已有无线电连接的立即切换的风险。
根据本发明的一个方面,该用于移动无线电通信的系统还包括对话质量监视装置,耦合到该无线电资源管理装置300,用于监视已有无线电连接的无线电质量。从而总是能获得有关已有无线电连接的质量要求的信息以及有关当前如何满足这些要求的信息。
根据本发明的一个方面,估算在候选无线电信道上建立无线电连接对已有无线电连接的干扰影响的步骤还包括:测量此系统的基站收发信机之一与对应于此系统的另一基站收发信机的基站收发信机无线电覆盖区域之间的路径损耗的步骤。在本发明的另一方面中,可利用小区对小区相关矩阵来执行此估算步骤。
根据本发明的一个方面,测量候选无线电信道的质量的步骤可包括分析在该移动站均衡器中的软值的步骤。然后将此移动站用于通过分析此移动站均衡器中的软值来测量无线电信道的无线电质量。根据本发明的另一方面,该测量质量的步骤可包括测量空闲时隙期间的干扰和测量有效时隙期间的载波信号强度的步骤。然后将该移动站用于通过测量空闲时隙期间的干扰和测量有效时隙期间的载波信号强度来测量无线电信道的无线电质量。
在本发明的一个方面中,将在候选无线电信道的质量测量中获得的结果与此业务所要求的质量之间进行比较,并且将此比较的结果还用作确定用于通信的无线电信道的基础。从而能采用无线电资源的质量选择使用。例如,不能匹配高质量需求业务的要求的无线电信道仍能用于要求次高质量的业务,而没有使高质量需求业务不得不经历较低质量的风险。而且,为了使系统的当前与未来性能受到的影响最小,可将具有足够质量但不一定具有最佳质量的无线电信道分配给将建立的连接。
在本发明的另一方面中,此移动无线电系统至少包括两个移动无线电网络,每个移动无线电网络均具有多个无线电信道,随后从这至少两个移动无线电网络的无线电信道中选择候选无线电信道。从而提高移动无线电系统的灵活性与性能。在该无线电网络之一具有差质量的情况中,则能使用另一无线电网络的无线电信道来通信。
附图简述
现在将结合仅利用示例给出并表示在附图中的本发明的优选实施例来更具体讨论本发明,其中:
图1示意地表示包括移动站、基站收发信机、基站控制器和核心网络的蜂窝无线电网络。
图2示意地表示用于给图1中的移动站分配无线电信道的方法的流程图。
图3是表示根据本发明的一个实施例的基站控制器的方框示意图,此基站控制器通过基站收发信机连接到移动站并连接到核心网络,包括无线电资源管理器、对话质量监视器、干扰监视器和干扰影响统计数据库。
图4(a)是表示在本发明的一个实施例中在此方法的操作期间系统的各个装置之间传送的消息流的一般顺序图。
图4(b)表示图3中的无线电资源管理器中的呼叫记录寄存器如何作为图4(a)程序中的消息流进行填充。
图4(c)是将图3所示的无线电资源管理器中的活动表示为图4(a)程序中的消息流的示意流程图。
图5示意地表示包括三个独立网络的移动无线电系统,其中一个网络基于卫星传输。
详细描述
移动无线电网络100的一般结构示意地表示在图1中。移动无线电网络100给称为移动无线电网络100的覆盖区域105的有限地理区域内的移动站(MS)的用户提供无线电通信。几个移动站(MS)能位于移动无线电网络100的覆盖区域105内。在图1中,MS 110表示为利用无线电链路115通过基站收发信机(BTS)120在移动无线电网络内通信,属于此移动无线电网络的几个BTS可以通过基站控制器(BSC)125连接在一起。每个BTS具有它自己的无线电覆盖区域130,此覆盖区域可能部分地与相邻BTS的覆盖区域重叠。BSC 125又连接到核心网络135,此核心网络控制至与自诸如公用交换电话网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)、其他公用陆地移动网络(PLMN)、互联网等的其他网络的呼叫。
BTS 120在其中处理无线电业务的地理区域称为此BTS的小区。此小区不是一个稳定的区域,并且其边界将随时间根据周围BTS的活动而变化。在诸如用于电路交换移动通信的ETSI标准、全球移动通信系统(GSM)或用于移动分组数据通信、通用分组无线电业务(GPRS)的ETSI标准的时分多址(TDMA)系统中,每个BTS在几个分开的无线电频率上发射。对于每个BTS频率(下行链路频率),具有由MS使用的相应频率(上行链路频率)。每个频率分成能由不同的MS使用的几个时隙。一个这样的时隙称为物理信道,并且在时隙上接收的信息称为脉冲串。对于诸如GPRS或高速电路交换数据(HSCSD)的一些业务来说,MS能将一个以上的物理信道或一个物理信道的一些部分用于单个连接。在下面的描述中,认为无线电连接利用表示TDMA系统中同一载频上任何数量时隙的无线电信道。移动无线电网络可以提供的其他业务能是不同的语音业务、普通速率电路交换数据、定位业务、短消息业务(SMS)等。
如上简单提到的,MS 110通常在几个BTS 120的无线电覆盖区域130中。用于确定MS在处于有效模式中时应监听哪个下行链路信道的逻辑可以包含在BSC 125中。MS 110在空闲与有效模式中连续测量周围BTS的信号。在空闲模式中,MS 110利用这些测量结果来根据公知技术决定应预占哪个信道。在有效模式中,并且在呼叫建立的情况中,在控制信道上将这些测量结果发送给BSC 125,BSC 125在确定处理中使用这些结果。因为在信号的强度与此信号将提供给用户的相应质量之间不一定具有简单关联性,所以可以测量信号质量以及信号强度。能以许多不同的方法来执行质量测量,下面将描述其中一些质量测量方法。
在将无线电信道分配给MS 110时,移动无线电网络110中一些已经在进行的无线电连接将不可避免地受到影响。由其他BTS保持的一些连接将被分配的无线电信号的干扰作用所扰乱。尤其在诸如GPRS的分组数据业务中,与分配信道相同的无线电载波上的连接将受到影响,这是因为对于每个连接具有较少的可利用带宽。分配无线电资源也将影响不久的未来的系统的动作自由。例如,在欧洲GSM网络中,如果将900MHz频带内的无线电信道分配给也能在1800MHz频带中发射的双模式终端,则甚至在具有1800MHz信道可利用时,也不太可能服务于只能在900MHz频带中发射的单模式终端。
为了使蜂窝系统的所有性能最佳,在做出有关给移动站110分配哪个资源以及所分配的信道上将具有的无线电质量的决定时能考虑对正在进行的业务和未来可能性的这样的负面影响。本发明方法的概念的一个示例表示在图2。图2的流程图中所示的方法能用于在呼叫建立期间分配信道用于新的无线电连接或利用可能的切换(所谓的定位)重复用于已有连接的连续质量更新。在分配信道用于新的无线电连接的情况中,能由MS 110或由核心网络135请求这样的信道。
在图2的步骤210中,给MS 110提供候选无线电信道的表,此表能通过查询移动站保持信息(例如,GSM移动站中的频率表)来获得,或由移动无线电网络将此表发送给MS 110,MS 110能根据例如MS 110的地理位置、MS 110的特性和邻近BTS 120上的负载来选择候选信道。例如,如果候选GPRS无线电信道不能提供比请求业务所需的净带宽(即,信息传送带宽)更大的总带宽(即,包括用于所谓的链路适应的带宽,其中用于检错的控制比特包括在发送的信息中),则能在此阶段从此表中排除此信道。此表一般能包含3-6个不同的候选信道。太多的候选信道将使MS 110的处理容量过载,而太少的候选信道降低找到最合适信道的概率。如果将此方法用于定位,则当前业务无线电信道能包括在此候选表中。
在图2所示的本发明的实施例中,在开始研究此表中的下一候选信道之前对候选信道执行所有的研究步骤。在进入下一步骤之前,也能选择对所有候选信道重复执行图2的研究步骤之一。
在图2的步骤215中,检查是否还有未进行研究的此表上的任何候选信道,或者是否已经完成此表。如果此表未完成,则在步骤220中选择此表中的下一个信道。在步骤225中,MS 110根据其示例将在下面给出的质量测量方案执行候选信道的无线电质量的测量,随后可以将测量结果发送给移动无线电网络100。在步骤230中,移动无线电网络100在可能连接的估算质量与请求业务所需的质量之间进行比较。在此步骤中,在合适的时候,也可以考虑有关此候选信道的哪个部分对于此请求业务能不考虑而不使同一载波上的已有连接的质量降低到可接受电平之下的信息。另一可能性是给MS 110提供有关请求质量的信息并让MS 110在步骤230执行比较。在步骤235中,确定测量的质量对于此请求业务是否足够。如果不够的话,则进入步骤245,在此步骤中将质量测量结果输入到呼叫记录寄存器(CRR)400中。如果步骤235中的比较结果是此质量将是足够的,则进入步骤240。
在步骤240中,估算候选信道上的无线电连接的干扰作用对其他小区中已有连接的影响。这样的影响主要是由使用相同频率的连接上的干扰作用引起的。此干扰估算能以几种不同的方式来进行,其中最简单的一种方式是研究地形图并将之与小区规划进行比较。一种较复杂的方法并且也更准确的方法是使用小区对小区相关矩阵方法,下面将更详细描述这种方法。在完成步骤240时,进入步骤245并将质量测量与影响估算的结果寄存在CRR 400中。
在步骤250中,使用在一系列步骤中收集的信息来确定哪个无线电信道(如果有的话)应分配给MS 110。所考虑的是例如分配的信道应给MS 110提供足够的无线电质量和信息传送容量用于请求业务并且新连接的影响不应使任何已有连接的质量降低到不可接受的程度。例如,如果具有其他的信道将给出足够的质量,则通过不将最佳质量信道用于语音连接也能避免使用比所需更好的资源,这是因为语音连接的质量不从比所需更好的无线电链路质量中受益。因此,最佳质量信道能保存用于数据连接的即将来临的请求。在步骤250中,此决定可能是此表中没有合适的信道分配给MS 110,则能给此MS提供另一表并且能重复图2的程序,或者能拒绝MS 110接入此移动无线电网络。根据与已有连接相比的请求业务的优先权,此决定也能是关闭一个已有连接以利于MS 110。
图2中所示的步骤不必以此图中所示的确切顺序来执行。如上所述,一次对所有候选信道执行一个步骤而不对一个候选信道执行所有步骤将是一个可能的实施例。还有,寄存步骤245能部分地在质量测量步骤225之后执行,部分地在比较步骤235之后执行并且部分地在影响估算步骤245之后执行,也能在质量测量步骤225之前执行影响估算步骤240,等等。
在图2的步骤240中进行的干扰估算例如能利用小区对小区相关矩阵来执行。在其全部引入在此作为参考的对应于WO 98/27763的题为“Estimating Downlink Interference in a CellularCommunications System”的待审US专利申请序列号08/940648中描述建立这样的矩阵的方法。在此方法中,蜂窝系统中的所有MS定期测量周围BTS的信号的可感强度。随后,将某一BTS 120的可感信号强度与同一BTS发射的功率进行比较,以获得此BTS与测量MS的位置之间的路径损耗。所测量的路径损耗则是这两个位置之间干扰相关性的测量。在此专利申请公开的GSM实施例中,网络将修改的BA表(广播控制信道分配表)发送给MS,指示这些MS在哪些广播控制信道(BCCH)上进行测量。每个BTS在其BCCH上连续发送,特别广播其唯一的基站识别码(BSIC)以便将它自己识别给这些MS。随后将测量的BCCH信号强度与相应的BSIC一起报告给此网络,此网络将可感信号强度与实际由不同的BTS发送出的功率进行比较,以计算在BTS与报告MS所在的小区之间的路径损耗。包含此系统的所有小区的小区对小区相关矩阵利用报告值来连续进行更新并因而描述小区对小区干扰相关性。因为在每个小区中通常具有几个MS,所以计算的统计基础是相当好的。以这种方式,能获得不同小区中某一BTS干扰量的估算,并因此导出下行链路载波干扰比(C/I)和载波相邻信道比(C/A)。上述的信号强度测量也能利用除常规MS之外的装置例如利用特殊专用的测量装置来执行。
根据图2的步骤225的质量测量的一种可能方法是MS 110在BTS不在发射的时隙(即,所谓的空闲时隙)期间测量干扰电平I。对于服务BTS,MS知道这些时隙何时出现并通过测量这些时隙上的接收信号强度来获得干扰的测量。任何其他时隙上的测量产生载波信号强度C。这些测量能在服务信道上或在服务BTS在上面发射的任何其他信道上执行。通过监听除服务BTS之外的另一BTS的BCCH(广播控制信道)或PBCCH(分组广播控制信道),MS能读出此BTS的同步,并因此读出有关何时此BTS将是空闲的信息。可选择地,有关另一BTS的同步的信息能由服务BTS在控制信道上发送。通过在这样的空闲时隙的时间中将上面测量信号强度的频率调谐到特定BTS发射的频率,MS能测量此MS在利用此特定频率服务时将感觉到的干扰。通过测量任何其他时隙上的信号强度,此MS能确定它将感觉到的载波强度C。载波干扰值C/I则是此MS将获得的信号质量的测量。在分组数据应用中,C/I与净带宽之间具有简单的相关性,这是因为信号质量越好,则得用于链路适应的总带宽越少。用于测量服务与其他BTS上的信号质量的此方法特别适用于GPRS,这是因为标准化为在GPRS频率上每个第26时隙应是空闲的(参见GSM TS 03.60)。在GSM中,标准化的空闲时隙极少出现。质量测量方法的其他示例能是测量帧擦除率(FER)(即,语音连接中损坏的语音帧部分)或误码率(BER)(即,错误检测到的比特的相对数量)。
执行图2的步骤225中的无线电质量测量的另一可能方式是使用均衡器中的软信息,此方法描述在引入在此作为参考的IEEEInternational Conference on Universal Person Communications’98由J.Pons和Dunlop撰写的“In-service Link quality estimationfor link adaptation algorithms,applied to GSM”文章中。均衡器中的软信息是在均衡器使用的传输信道模型中被失真时由均衡器假定的可能的发送比特序列与接收机实际接收的比特序列之间的差的测量。对于每个比特能获得此信息,并且此信息随后称为软值。此软值是这两个信号之间差的平方大小,并且为了允许量化的软值,通过利用从训练序列中提取的噪声估算归一化此平方大小能补偿各个脉冲串之间能量的差异。例如,称为软输出平均值的脉冲串中比特的软值的平均值则可以用作此无线电信道的质量的测量。
估算无线电信道的质量的此方法能成功地用于使用均衡器的所有无线电系统中,尽管它要求MS足够的处理容量。此方法的优点是能用在除空闲时隙之外的任何时隙上。另一优点是只分析一个脉冲串就给出相当好的质量估算,即,此方法非常快,当然在对几个时隙进行平均时获得更好的估算。
本发明的示例性移动无线电网络结构表示在图3中。MS 110通过移动无线电网络的BTS 120之一与此移动无线电网络通信。BTS 120在此示例性实施例中连接到无线电资源管理器300,此无线电资源管理器又连接到核心网络135。此无线电资源管理器300还连接到对话质量监视器310和干扰监视器320。干扰监视器320还连接到干扰影响统计数据库330以及对话质量监视器310。在示例性实施例中,无线电资源管理器300、对话质量监视器310、干扰监视器320和干扰影响统计数据库330全部位于BSC 125中。然而,有可能将这些装置之一或其中几个装置放置在此移动无线电网络的不同部分中。
无线电资源管理器300在此示例性实施例中为移动无线电网络100中负责分配无线电资源给MS 110的装置。此无线电资源管理器300负责保持能由无线电资源管理器300或由MS 100选择的候选信道的表,以及负责从MS 110接收有关这些信道的质量测量结果。通过询问对话质量监视器310和干扰监视器320,无线电资源管理器300可以收集有关决定分配哪个信道(如果有的话)给MS 110的信息。在接收到信道分配用于新的无线电连接的请求的情况中,无线电资源管理器300给MS 110发送指令以便在选择的信道上执行分配,或在切换的情况中,无线电资源管理器300给MS 110发送指令以便重新分配到此选择信道。一旦建立连接,无线电资源管理器300可以连续更新候选信道的表并接收有关作出切换决定的依据的测量信息,以便连续获得资源的最佳分配。
在此示例性实施例中,干扰监视器320的任务之一是估算连接的建立对已有连接的影响。为此,干扰监视器320能查询干扰影响统计数据库330,此数据库存储有关此系统的无线电信道之间的干扰相关性的信息。干扰影响统计数据库330因此能给干扰监视器320提供有关在哪些小区内候选信道有可能造成干扰的信息和这些干扰作用在这些小区中是如何强的信息。干扰监视器320随后能检查这些候选信道的频率或与这些候选信道相邻的信道在这些小区之中的哪些小区中使用,然后还能进一步研究相应的对话。干扰监视器320之后能询问无线电质量监视器310,以找出相关的将被干扰的对话的质量灵敏度。此灵敏度取决于这些对话的请求业务和测量的无线电质量。
干扰影响统计数据库330中的信息能人工输入到此数据库中,或利用来自MS或其他测量装置的测量报告自动进行更新。此信息也能通过一些其他的子系统传送给此数据库。
对话质量监视器310在此示例性实施例中负责监视此系统中每个正在进行的无线电对话的质量。此对话质量监视器310利用来自有效MS的测量结果连续进行更新,并且它保持请求业务质量(例如,请求的净带宽量)和无线电链路的测量物理质量(例如,可用于每个对话的净带宽)的记录。
示例性信道分配程序表示在图4中。图4(a)示意地表示此系统中的信息流如何发生,而图4(b)表示无线电资源管理器300中的呼叫记录寄存器(CRR)400如何填充为程序进展。虽然给出的示例涉及GPRS信道的分配,但这些原理能容易地应用于任何其他类型的信道分配。
在图4(a)中,无线电资源管理器300给MS 110发送包含有关MS 110应对之执行质量测量的候选信道的信息的消息A。与此有关,无线电资源管理器300将这些候选信道寄存在CRR 400列1中,参见图4(b)(i)。在执行信道质量的测量(参见上文)之后,MS 110随后将测量结果报告给无线电资源管理器300,参见图4(a),消息B。利用这些测量结果,在全部总带宽预留给所述分配时,无线电资源管理器300计算这些候选信道能提供的净带宽量。将此结果输入到CRR 400列2中,参见4(b)(ii)。如果丢失某一候选信道的报告,无线电资源管理器300能给此信道分配前一测量结果,或假定此信道通过量为零,即此信道是无用的。CRR 400列2中的信息随后利用是在较早阶段提供给无线电资源管理器300的信息块的此业务所要求的净带宽进行分割,得到支持此请求业务所需的信道的部分。将此结果输入到CRR 400的列3中,参见图4(b)(ii)。无线电资源管理器300随后询问无线电质量监视器310:这些候选信道的哪个部分能预留用于所述的信道分配,参见图4(a),消息C。将结果(即,消息D)输入到CRR 400的列4中,参见图4(b)(iii)。如果能预留的信道部分小于此请求业务所需的部分,即,CRR 400的列4中的数字小于列3中的数字,则利用CRR 400的列6中的“分配不允许”来标记此信道。
无线电资源管理器300随后询问干扰监视器320:如果无线电连接将在未利用CRR 400的列6中的“分配不允许”标记的候选信道上建立,对已有无线电连接的干扰作用是什么。在此信息的请求中,参见图4(a)的消息E,无线电资源管理器300包括有关各个候选信道的哪个部分将必须分配给所述信道分配的信息。干扰监视器320随后询问干扰影响数据库330:这些候选信道与周围小区之间的干扰相关性,参见图4(a)中的消息F。在消息G中返回结果。干扰监视器320然后确定这些候选信道的频率在其中能预期干扰作用的哪个小区中在用于无线电传输。为了估算这些对话上的干扰作用是否是可接受的,询问无线电质量监视器310,参见图4(a)的消息H。这根据这些对话当前经历哪个无线电质量、特定对话业务需要什么质量、正在进行的对话信道与将进行分配的信道之间的干扰相关性如何强、将在什么效果上发送干扰候选信道和实际将分配此候选信道的多大部分来确定。然后在图4(a)的消息I中将结果发回给干扰监视器320。干扰监视器320之后将候选信道的表返回给无线电资源管理器300,参见消息J,每个信道利用“干扰影响可接受”或“干扰影响不可接受”来标记。无线电资源管理器300然后将此信息输入到CRR 400的列5中,参见图4(b)(iv)。将对正在进行的连接产生不可接受的干扰影响的候选信道在列6中标记为“分配不允许”。如果在列6中还有未利用“分配不允许”标记的信道,则将这些信道之一分配给移动站110。如果具有不止一个这样的信道,能随机选择分配哪个信道,或考虑哪个信道最适于此请求业务,或具有可利用部分与要求部分之间的最大比率,或将系统活动的未来自由度降低到最低,或以任何其他方式。如果没有这样的信道并且此请求业务的优先权高,则对于移动无线电网络具有选择关闭具有较低优先权的正在进行的对话以利于请求MS 110。如果无线电资源管理器300确定应给MS 110分配信道,则将信道分配指令K发送给MS 110,参见图4(a)。
能以许多不同的方式来设计图4(b)中所示的呼叫记录寄存器400,收集的信息能不同地进行显示,并且可以存储除图4(b)所示之外的其他信息组。例如,可以存储请求业务所需的信息传送容量来替代所需的信道部分,对已有信道的影响可以按数字范围进行分级,信道质量可以利用另一方式来表示等。
在上述的实施例中,在已有连接的情况中,服务信道能列在候选信道的表中。然而,例如,在考虑在候选信道上建立连接对已有连接的影响时,优选考虑此信道与此表中的其他信道之间的不同,此影响对于服务信道是公知的并且是现有连接的测量信号质量部分。因此,为了其他候选信道而咨询干扰影响数据库330和无线电质量监视器310的结果应与寄存在无线电质量监视器310中的测量质量进行比较。还有,为了避免扰乱正在进行的对话并因此降低对话质量的过多切换量,能相对其他候选信道给予此服务信道正的质量偏置。
图4中所述的程序能不断地进行重复,直至此连接被关闭,以保证此无线电连接的质量。图4(c)以流程图形式表示如何在无线电资源管理器300中执行此重复。在此流程图的方框410-435中,将图4的消息A-E和J发送给无线电资源管理器300或从无线电资源管理器300中发送这些消息并完成相应的任务。在方框440中,无线电资源管理器300确定哪个无线电信道(如果有的话)应分配给MS110。在方框445中,在决定所依据的无线电信道与MS 110的当前服务信道之间进行比较。如果这些信道不相同,则在方框450中将信道重新分配指令K发送给MS 110。此程序随后进行到方框455,在方框455中选择MS 110应在上面测量无线电链路质量的候选信道的表,如果方框445中比较的信道是相同的,则此程序直接进行到方框455而不进入方框450。在方框460,在步骤455中选择的表与以前的候选信道表之间进行比较。如果是相同的,则此程序进行到方框415,在方框415中无线电资源管理器300等待有关这些候选信道的无线电质量的测量报告。如果这些表是不同的,则进入方框410,在方框410中将新的候选信道表发送给MS 110。
在本发明的上述实施例中,将MS执行的测量结果发送给移动无线电网络,在此移动无线电网络中做出有关哪个候选信道将分配给此连接的决定。本发明的另一可能的实施例能是给MS发送此移动无线电网络已知的(例如,对已有连接的估算影响和请求与测量的质量)信息并且具有在MS中做出决定的逻辑。在还一实施例中,测量能基于上行链路无线电信道而不基于下行链路信道的质量,由BTS在上行链路信道上进行测量,在这种情况中此移动无线电网络将知道所有信息。
在具有一个以上的移动无线电网络可利用的环境中,上述的方法与设备能用于在考虑一个以上的移动无线电网络的信道时选择最合适的信道。这样的环境的一个示例表示在图5中。移动无线电系统500包括其覆盖区域部分重叠的两个独立的移动无线电网络(即,移动无线电网络100和移动无线电网络510)以及用于基于卫星通信的移动无线电通信的移动无线电网络520,其中表示出一个示例性卫星530。移动无线电网络510的移动无线电网络实体利用“a”来标记,例如,BSC 125a。移动无线电网络100与510能是例如GSM/GPRS网络和DAMPS网络或模拟北欧移动电话(NMT)网络和宽带码分多址(CDMA)全球移动电话系统(UMTS)网络或移动无线电网络的任何其他组合。位于移动无线电网络100与移动无线电网络510的覆盖区域内以及在基于卫星的移动无线电网络520的覆盖区域内的移动站能具有候选信道表上来自这三个移动无线电网络之中任何一个网络的无线电信道。
虽然以TDMA系统的形式描述了上述的本发明的实施例,但本发明的教导也能应用于CDMA系统。利用TDMA系统中不同频率与时隙分配的不同信道的分配能对应于CDMA系统中不同代码的分配,或对应于定义系统中的基本物理信道的任何特性。
本领域技术人员将认识到,本发明不限于只为了说明而提出的附图与前面的具体描述中所公开的实施例,而能以许多不同的方式来实施本发明,并且利用下面的权利要求书来定义本发明。
Claims (16)
1.确定无线电信道用于移动站(110)以便在移动无线电系统(500)中通过业务通信的一种方法,此移动无线电系统(500)具有至少两个基站收发信机,这些基站收发信机具有相应的基站收发信机无线电覆盖区域和多个无线电信道,其中一些无线电信道能用于已有无线电连接,此方法包括以下步骤:
提供该移动站一个无线电频道列表;
在这些无线电信道之中选择至少一个候选无线电信道;
测量这至少一个候选无线电信道的质量,得到至少一个无线电信道质量测量;
比较这至少一个无线电信道质量测量与此业务所请求的质量,得到至少一个质量比较结果;
对于这至少一个候选无线电信道,估算在这至少一个候选无线电信道上建立无线电连接对已有无线电连接的干扰影响,得到至少一个干扰估算;和
在考虑此移动无线电系统的总体性能的情况下,根据这至少一个无线电信道质量测量、这至少一个质量比较结果和这至少一个干扰估算确定至少一个候选无线电信道之一用于此移动站。
2.根据权利要求1的方法,其中:
由此移动站(110)执行测量质量的步骤;和
这至少一个候选无线电信道是至少一个下行链路无线电信道。
3.根据权利要求2的方法,还包括:
将这至少一个无线电信道质量测量从此移动站(110)发送给此移动无线电系统(500);和
确定的步骤在此移动无线电系统(500)上进行。
4.根据权利要求3的方法,其中:
该估算的步骤还包括测量这至少两个基站收发信机之一与对应于这至少两个基站收发信机之中的另一个基站收发信机的基站收发信机无线电覆盖区域之间的路径损耗的步骤。
5.根据权利要求1或4的方法,其中:
利用小区对小区相关矩阵来执行此估算的步骤。
6.根据权利要求2的方法,其中:
测量质量的步骤还包括分析移动站均衡器中的软值的步骤。
7.根据权利要求3的方法,其中:
测量质量的步骤还包括测量空闲时隙期间的干扰和测量有效时隙期间的载波信号强度的步骤。
8.根据权利要求1的方法,其中:
此业务是通用分组无线电业务(GPRS);
这至少一个质量测量以净带宽量来表示;
此业务所请求的质量以请求的净带宽量来表示;
比较的步骤还包括利用有关这至少一个候选无线电信道的频率的已有使用的信息以及这至少一个候选无线电信道上的净带宽总量来获得可利用的净带宽量的步骤;和
此至少一个质量比较结果包括请求的净带宽量与可利用的带宽量之间比较的结果。
9.根据权利要求1的方法,其中:
当此移动无线电系统(500)至少包括具有多个无线电信道的第一移动无线电网络(100)和具有多个无线电信道的第二移动无线电网络(510,520)时,第一移动无线电网络(100)的覆盖区域至少部分地被第二移动无线电网络(510,520)的覆盖区域重叠;
在第一移动无线电网络和第二移动无线电网络的无线电信道之中选择在选择的步骤中选择的至少一个候选无线电信道;和
估算的步骤还包括估算对第一移动无线电网络(100)和第二移动无线电网络(510,520)中已有无线电连接的干扰影响。
10.用于移动无线电通信的一种系统(500),具有多个无线电信道,其中一些无线电信道能用于已有无线电连接,未在使用的无线电信道是可分配给移动站(110)用于在此移动无线电系统(500)中通信的无线电信道,此系统包括:
无线电资源管理装置(300),用于保持从可用于分配的无线电信道之中选择的候选无线电信道的表,在这些候选无线电信道之中确定一个无线电信道用于此移动站(110),并用于确定此无线电信道用于此移动站(110);
用于在此移动站(110)与此无线电资源管理装置(300)之间交换信息的装置;
对话质量监视装置(310),耦合到此无线电资源管理装置(300),用于监视已有无线电连接的无线电质量;
干扰监视装置(320),耦合到此无线电资源管理装置(300),用于估算某一候选无线电信道上的无线电连接对已有无线电连接的影响。
11.根据权利要求10的系统,其中:
此移动站(110)能测量无线电信道的无线电质量。
12.根据权利要求10的系统,还包括:
干扰影响统计数据库装置(330),耦合到此干扰监视装置(320),用于存储有关小区对小区干扰相关性的信息。
13.根据权利要求12的系统,其中:
此干扰影响统计数据库装置(330)适于接受基于来自此移动无线电系统(500)中的移动站的干扰测量结果的连续更新。
14.根据权利要求11的系统,其中:
此移动站(110)适用于通过分析移动站均衡器中的软值来测量无线电信道的无线电质量。
15.根据权利要求11的系统,其中:
此移动站(110)适用于通过测量空闲时隙期间的干扰和测量有效时隙期间的载波信号强度来测量无线电信道的无线电质量。
16.根据权利要求11的系统,其中:
此移动站(110)能测量不同的移动无线电网络(100,510,520)的无线电信道的无线电质量。
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