專利名稱：用于在高速環(huán)境中進(jìn)行無(wú)線通信的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，并且特別地，涉及在高速環(huán)境中提供無(wú)線通信服務(wù)。
背景技術(shù)：
Interim Standard IS-2000已由電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TelecommunicationsIndustry Association)所采用，用于在蜂窩系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)cdma2000。在cdma2000通信系統(tǒng)中，移動(dòng)站(MS)與散布在地理區(qū)域中的多個(gè)基站(BS)中的任何一個(gè)或者多個(gè)通信。每個(gè)基站連續(xù)地發(fā)射導(dǎo)頻信道信號(hào)，其具有相同的擴(kuò)頻碼，但是具有不同的碼相位偏移。相位偏移允許導(dǎo)頻信號(hào)相互區(qū)分，由此其允許區(qū)分BS。在下文中，BS的導(dǎo)頻信號(hào)將簡(jiǎn)單地被稱為導(dǎo)頻。MS監(jiān)視導(dǎo)頻并且測(cè)量接收的導(dǎo)頻能量。
MS通過(guò)前向鏈路和反向鏈路同向MS提供無(wú)線通信服務(wù)的BS通信。前向鏈路典型地包括一個(gè)或者多個(gè)前向業(yè)務(wù)信道，一個(gè)或者多個(gè)前向控制信道，以及尋呼信道。反向鏈路典型地包括一個(gè)或者多個(gè)反向業(yè)務(wù)信道，一個(gè)或者多個(gè)方向控制信道，以及接入信道。在通話過(guò)程中，MS必須恒定地監(jiān)視和維護(hù)四個(gè)導(dǎo)頻集合。這四個(gè)導(dǎo)頻集合被統(tǒng)稱為導(dǎo)頻集(Pilot Set)，包括有效集(Active Set)、候選集(CandidateSet)、相鄰集(Neighbor Set)和剩余集(Remaining Set)。有效集包括與分配給MS的前向業(yè)務(wù)信道相關(guān)的導(dǎo)頻。當(dāng)MS處于空閑模式時(shí)，有效集包括與由MS監(jiān)視的尋呼信道或者前向控制信道相關(guān)的導(dǎo)頻。候選集包括這樣的導(dǎo)頻，即其當(dāng)前不處于有效集中但是其已由MS接收且具有足夠的強(qiáng)度表明相關(guān)的前向業(yè)務(wù)信道可以被成功解調(diào)。相鄰集包括這樣的導(dǎo)頻，即其均由BS發(fā)射至MS，并且可能成為用于切換的候選者。剩余集包括除了相鄰集、候選集和有效集中的導(dǎo)頻以外的，關(guān)于當(dāng)前CDMA頻率分配的當(dāng)前系統(tǒng)中的所有可能的導(dǎo)頻。
典型地，BS向位于由BS服務(wù)的覆蓋區(qū)域中的MS提供通信服務(wù)。當(dāng)MS由第一BS服務(wù)時(shí)，MS恒定地搜索鄰近BS的導(dǎo)頻信道，以尋找強(qiáng)度足夠超過(guò)閾值的導(dǎo)頻。MS使用導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息，向第一服務(wù)BTS通知有關(guān)強(qiáng)度足夠超過(guò)閾值的導(dǎo)頻的確定結(jié)果。當(dāng)MS從由第一BS服務(wù)的第一覆蓋區(qū)域移動(dòng)到由第二BS覆蓋的第二覆蓋區(qū)域時(shí)，通信系統(tǒng)使某些導(dǎo)頻從候選集升級(jí)到有效集，并使某些導(dǎo)頻從相鄰集升級(jí)到候選集。服務(wù)BS通知MS該升級(jí)。然后，在終止與舊的BS的通信之前，當(dāng)MS開(kāi)始同已被添加到有效集的新的BS通信時(shí)，發(fā)生了“軟切換”。對(duì)于反向鏈路，典型地，有效集中的每個(gè)BS獨(dú)立地解調(diào)和解碼接收自MS的每個(gè)幀或者分組。然后由交換中心在每個(gè)BS解碼幀之間進(jìn)行裁決。
當(dāng)MS工作于高速環(huán)境中時(shí)，諸如當(dāng)MS位于高速飛行器，諸如商業(yè)飛機(jī)中時(shí)，MS的傳統(tǒng)操作和切換帶來(lái)了問(wèn)題。典型地，MS包括用于修正接收信號(hào)中的多普勒(Doppler)頻移的機(jī)制，該多普勒頻移是由于MS以小于120公里/小時(shí)的速度移動(dòng)所引起的。然而，當(dāng)MS以超過(guò)120公里/小時(shí)的速度移動(dòng)時(shí)，MS不能完全地補(bǔ)償在接收信號(hào)中引起的多普勒頻移，導(dǎo)致了MS不能正確地解調(diào)接收信號(hào)。而且，當(dāng)MS以非常高的速度移動(dòng)時(shí)，在當(dāng)前的切換完成之前可能會(huì)需要新的切換，導(dǎo)致了系統(tǒng)的低效率，并且潛在地導(dǎo)致了掉話。而且，導(dǎo)頻和相關(guān)的BS可能相當(dāng)頻繁地轉(zhuǎn)入或者轉(zhuǎn)出相鄰集，以致相鄰集在某種程度上是無(wú)用的。
因此，存在對(duì)用于對(duì)高速移動(dòng)的MS執(zhí)行切換和多普勒補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置的需要。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1的基站的框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的圖1的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器的框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1的移動(dòng)站的框圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1的高速中繼器的框圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的多種實(shí)施例的圖1的通信系統(tǒng)的高速操作模式的邏輯流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例運(yùn)行于高速模式的圖1的通信系統(tǒng)的邏輯流程圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例運(yùn)行于高速模式的圖1的通信系統(tǒng)的邏輯流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了滿足對(duì)用于對(duì)高速移動(dòng)的MS執(zhí)行切換和多普勒補(bǔ)償?shù)姆椒ê脱b置的需要，提供了一種通信系統(tǒng)，其基于移動(dòng)站的移動(dòng)從高速操作模式轉(zhuǎn)換到非高速操作模式。當(dāng)該通信系統(tǒng)處于高速操作模式時(shí)，該通信系統(tǒng)使來(lái)自移動(dòng)站或者控制器的高速相鄰集的導(dǎo)頻升級(jí)。當(dāng)該通信系統(tǒng)處于非高速操作模式時(shí)，該通信系統(tǒng)使來(lái)自移動(dòng)站或者控制器的相鄰集的導(dǎo)頻升級(jí)。該通信系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括高速中繼器，其在與移動(dòng)站協(xié)同安置時(shí)，能夠提供移動(dòng)站和服務(wù)于該移動(dòng)站的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)之間的通信鏈路。
通常，本發(fā)明的實(shí)施例包括一種在高速環(huán)境中進(jìn)行無(wú)線通信的方法。該方法包括，由移動(dòng)站保存高速相鄰集和相鄰集；確定移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中；以及當(dāng)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，利用高速相鄰集使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種移動(dòng)站，其包括保存多個(gè)相鄰集的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其中多個(gè)相鄰集中的第一相鄰集包括相鄰集，而多個(gè)相鄰集中的第二相鄰集包括高速相鄰集。該移動(dòng)站進(jìn)一步包括連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的處理器，其確定該移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且響應(yīng)對(duì)該移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，利用高速相鄰集使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器，其包括維護(hù)多個(gè)相鄰集的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。該無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)一步包括連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的處理器，其確定由該控制器服務(wù)的移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。當(dāng)該移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，該處理器調(diào)節(jié)多個(gè)相鄰集中的第一相鄰集，并且基于對(duì)多個(gè)相鄰集中的第一相鄰集的調(diào)節(jié)，傳遞升級(jí)導(dǎo)頻的指令。當(dāng)該移動(dòng)站不是運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，該處理器調(diào)節(jié)多個(gè)相鄰集中的第二相鄰集，并且基于對(duì)多個(gè)相鄰集中的第二相鄰集的調(diào)節(jié)，傳遞升級(jí)導(dǎo)頻的指令。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種在高速環(huán)境中操作移動(dòng)站的方法。該方法包括，確定移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中，由移動(dòng)站維護(hù)相鄰集和高速相鄰集。該方法進(jìn)一步包括，響應(yīng)對(duì)該移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，搜索與高速相鄰集相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)，并且響應(yīng)對(duì)強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)的確定，修改有效集。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種移動(dòng)站，其包括維護(hù)相鄰集和高速相鄰集的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的處理器。該處理器確定移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且響應(yīng)對(duì)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，搜索與高速相鄰集相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)，并且響應(yīng)對(duì)強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)的確定，修改有效集。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種用于在高速環(huán)境中升級(jí)導(dǎo)頻信號(hào)的方法。該方法包括，由移動(dòng)站維護(hù)相鄰集和高速相鄰集；搜索與相鄰集和高速相鄰集中的至少一個(gè)相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)；并且在確定強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)之后，發(fā)送有關(guān)該導(dǎo)頻信號(hào)的信息。該方法進(jìn)一步包括，響應(yīng)有關(guān)該導(dǎo)頻信號(hào)的信息發(fā)送，接收使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)到有效集的指令，并且響應(yīng)對(duì)該指令的接收，使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)到有效集。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器，其包括維護(hù)相鄰集和高速相鄰集的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的處理器。該處理器接收來(lái)自移動(dòng)站的有關(guān)強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)的信息，確定該移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且響應(yīng)信息接收和對(duì)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，調(diào)節(jié)高速相鄰集并向?qū)?yīng)于該調(diào)節(jié)的移動(dòng)站傳遞信息。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器，其包括維護(hù)相鄰集和高速相鄰集的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備。該無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)一步包括連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的處理器，其確定移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且響應(yīng)對(duì)對(duì)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，向移動(dòng)站傳遞高速鄰居列表。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種移動(dòng)站，其包括維護(hù)多個(gè)相鄰集的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其中多個(gè)鄰居列表中的第一鄰居列表包括相鄰集，而多個(gè)相鄰集中的第二相鄰集包括高速相鄰集。該移動(dòng)站進(jìn)一步包括接收機(jī)，其接收來(lái)自無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的指令，用以修改多個(gè)相鄰集中的至少一個(gè)；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和能夠響應(yīng)接收指令修改多個(gè)相鄰集中的至少一個(gè)的接收機(jī)。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種用于在高速環(huán)境中提供無(wú)線通信服務(wù)的方法，該方法包括，確定至少部分由于中繼器的移動(dòng)而引起的頻移，向由中繼器接收的第一信號(hào)施加第一頻率偏移，向由中繼器發(fā)送的第二信號(hào)施加第二頻率偏移，其中第一頻率偏移和第二頻率偏移的每個(gè)頻率偏移均基于所確定的頻移。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種能夠運(yùn)行于高速環(huán)境中的中繼器。該中繼器包括處理器，其確定在運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)至少部分由于中繼器的移動(dòng)而引起的頻移，向中繼器在運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)接收的第一信號(hào)施加第一頻率偏移，并且向中繼器在運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)發(fā)送的第二信號(hào)施加第二頻率偏移，其中第一頻率偏移和第二頻率偏移的每一個(gè)均基于所確定的頻移。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種中繼器，其包括存儲(chǔ)移動(dòng)站功能的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的處理器。該處理器執(zhí)行移動(dòng)站功能，并且通過(guò)執(zhí)行移動(dòng)站功能，能夠確定與無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)相關(guān)的載波和調(diào)制方案中的至少一個(gè)，并響應(yīng)對(duì)與該RAN相關(guān)的載波和調(diào)制方案中的至少一個(gè)的確定，自動(dòng)地調(diào)諧至與該RAN相關(guān)的頻率。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種用于在高速環(huán)境中操作移動(dòng)站的方法。該方法包括，維護(hù)多個(gè)鄰居列表，其中多個(gè)鄰居列表中的第一鄰居列表包括高速鄰居列表，而多個(gè)鄰居列表中的第二鄰居列表包括非高速鄰居列表。
本發(fā)明的另一實(shí)施例包括一種移動(dòng)站，其包括維護(hù)多個(gè)鄰居列表的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其中多個(gè)鄰居列表中的第一鄰居列表包括高速鄰居列表，而多個(gè)鄰居列表中的第二鄰居列表包括非高速鄰居列表。該移動(dòng)站進(jìn)一步包括接收機(jī)，其接收來(lái)自無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的指令，用以修改多個(gè)鄰居列表中的至少一個(gè)；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和能夠響應(yīng)接收指令修改多個(gè)鄰居列表中的至少一個(gè)的接收機(jī)。
通過(guò)參考圖1～8可以更加全面地描述本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)100的框圖。通信系統(tǒng)100包括無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)114，其包括多個(gè)基站(BS)120～129。多個(gè)BS 120～129中的每個(gè)BS包括至少一個(gè)基站收發(fā)信機(jī)(BTS)，該BTS與位于各個(gè)非高速覆蓋區(qū)域或者由BS服務(wù)的小區(qū)130～139中的移動(dòng)站進(jìn)行無(wú)線連接。通信系統(tǒng)100進(jìn)一步包括RAN控制器116，優(yōu)選地，是集中式基站控制器(CBSC)，其連接到多個(gè)BS 120～129中的每個(gè)BS。RAN控制器116包括移動(dòng)性管理器(MM)118，其針對(duì)每個(gè)由RAN控制器服務(wù)的移動(dòng)站(MS)，維護(hù)MS的位置記錄和MS所參與的切換的數(shù)目的記錄。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，RAN控制器116可以分布在多個(gè)BS 120～129之間。RAN 114和RAN控制器116在此處被統(tǒng)稱為地面無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施。
通信系統(tǒng)100進(jìn)一步包括移動(dòng)站(MS)106，諸如蜂窩電話、無(wú)線電話、與諸如個(gè)人電腦(PC)或膝上型電腦的數(shù)字終端設(shè)備(DTE)相關(guān)的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、或者具有無(wú)線通信能力的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。由RAN 114向MS 106提供無(wú)線通信服務(wù)，或者特別地，由通信系統(tǒng)100的多個(gè)BS 120～129中的BS通過(guò)第一空中接口108和/或通過(guò)第二空中接口110、中繼器104和第三空中接口112的組合向MS 106提供無(wú)線通信服務(wù)。每個(gè)空中接口108、110、112均包括前向鏈路，其包括多個(gè)通信信道，優(yōu)選地包括至少一個(gè)尋呼信道、至少一個(gè)前向控制信道和至少一個(gè)前向業(yè)務(wù)信道。每個(gè)空中接口108、110、112進(jìn)一步包括反向鏈路，其包括多個(gè)通信信道，優(yōu)選地包括至少一個(gè)接入信道、至少一個(gè)反向控制信道和至少一個(gè)反向業(yè)務(wù)信道。
當(dāng)能夠以高速移動(dòng)的交通工具102，諸如非地面交通工具(諸如飛行器)或者地面交通工具(諸如高速火車)，在通信系統(tǒng)100中運(yùn)行時(shí)，該通信系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括駐留在交通工具中的高速中繼器104。當(dāng)MS，諸如MS 106，位于交通工具102中時(shí)，該MS可以通過(guò)高速中繼器104與RAN 114通信，而不是與該RAN直接通信。由于MS與高速中繼器104協(xié)同安置，因此MS和中繼器均經(jīng)歷了同RAN114交換的信號(hào)相關(guān)的近似相同的多普勒頻移。結(jié)果，高速中繼器104能夠?yàn)镸S提供MS自身所不能提供的多普勒頻移補(bǔ)償。而且，通過(guò)提供與MS 106協(xié)同安置的高速中繼器104，相比于MS所需用于直接向RAN 114可接受地發(fā)射信號(hào)的功率電平，該MS可以在更低的功率電平下進(jìn)行發(fā)射。通過(guò)減小MS 106的發(fā)射功率電平，減小了MS干擾其他牽涉RAN 114或高速中繼器104的通信的可能性。此外，通過(guò)減小MS 106的發(fā)射功率電平，可以保護(hù)向MS提供電力的有限壽命的電源，諸如電池。
通信系統(tǒng)100包括無(wú)線分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。對(duì)于MS，諸如MS106，為了建立與連接到通信系統(tǒng)100的基礎(chǔ)設(shè)施的外部網(wǎng)絡(luò)(未示出)的分組數(shù)據(jù)連接，中繼器104、BS 120～129和RAN控制器116中的每一個(gè)根據(jù)公知的無(wú)線電信協(xié)議進(jìn)行操作。通過(guò)根據(jù)公知的無(wú)線電信協(xié)議進(jìn)行操作，MS 106的用戶可以確保，MS 106將能夠與基礎(chǔ)設(shè)施通信并能夠經(jīng)由該基礎(chǔ)設(shè)施建立關(guān)于外部網(wǎng)絡(luò)的分組數(shù)據(jù)通信鏈路。優(yōu)選地，通信系統(tǒng)100根據(jù)下列協(xié)議進(jìn)行操作3GPP2和TIA/EIA(電信工業(yè)協(xié)會(huì)/電子工業(yè)協(xié)會(huì))IS-2000、或者IOS(互操作規(guī)范(Interoperability Specification))標(biāo)準(zhǔn)，其提供關(guān)于cdma2000或者1xEV-DO的兼容性標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)，其中空中接口108、110和112的每個(gè)通信信道包括至少一個(gè)正交碼，諸如Walsh碼。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無(wú)線電信系統(tǒng)操作協(xié)議，包括無(wú)線系統(tǒng)參數(shù)和呼叫處理程序。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，通信系統(tǒng)100可以根據(jù)多種無(wú)線分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的任何一個(gè)進(jìn)行操作，諸如其他的CDMA技術(shù)(如W-CDMA)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)通信系統(tǒng)、時(shí)分多址(TDMA)通信系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)通信系統(tǒng)、或者正交頻分多址(OFDM)通信系統(tǒng)。
當(dāng)通信系統(tǒng)100的MS，諸如MS 106，參與一個(gè)有效通信時(shí)，MS運(yùn)行于軟切換(SHO)模式，其中該MS與該MS的有效集中的多個(gè)BS進(jìn)行無(wú)線通信。即，在參與有效通信時(shí)，MS向?qū)?yīng)于該MS的有效集中的導(dǎo)頻的每個(gè)BS廣播數(shù)據(jù)分組。例如，當(dāng)MS 106運(yùn)行于非高速模式時(shí)，該MS可由服務(wù)小區(qū)130的BS 120提供服務(wù)，并且可以同服務(wù)小區(qū)131的BS 121和服務(wù)小區(qū)132的BS 122進(jìn)行3向軟切換。與同時(shí)服務(wù)該MS的小區(qū)相關(guān)的BS的相應(yīng)的導(dǎo)頻信號(hào)，即對(duì)應(yīng)于BS120、BS 121和BS 122的導(dǎo)頻信號(hào)(下文被稱為“導(dǎo)頻”)是該MS的有效集。換言之，該MS處于與BS 120、121和122的軟切換(SHO)中，這些BS與服務(wù)該MS的小區(qū)130、131和132相關(guān)，并且這些BS是該MS的有效集。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，即“分扇區(qū)”實(shí)施例，每個(gè)小區(qū)130～139可以分為多個(gè)地理扇區(qū)(sector)。多個(gè)地理扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)由服務(wù)該小區(qū)的BS中的BTS提供服務(wù)。在分扇區(qū)實(shí)施例中，駐留在小區(qū)扇區(qū)中的MS由服務(wù)該扇區(qū)的BTS提供服務(wù)，并且該MS的有效集包括，與服務(wù)該MS的BTS相關(guān)的導(dǎo)頻，以及與服務(wù)該小區(qū)的其他扇區(qū)或者服務(wù)其他小區(qū)的扇區(qū)的BTS相關(guān)的導(dǎo)頻。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的BS 120～129的框圖。如圖2中所示，每個(gè)BS 120～129包括至少一個(gè)BTS 202，其連接到天線204。天線204包括至少一個(gè)天線元件206(示出了九個(gè))，其產(chǎn)生基本上與地球表面共面的射頻(RF)信號(hào)輻射圖，并且被設(shè)計(jì)用于向陸基通信設(shè)備提供通信服務(wù)。在分扇區(qū)實(shí)施例中，天線204可以是定向天線，其分為多個(gè)天線扇區(qū)，其中多個(gè)天線扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)小區(qū)的多個(gè)地理扇區(qū)中的各自的地理扇區(qū)，并且向其提供通信服務(wù)。每個(gè)天線扇區(qū)包括具有多個(gè)天線元件的天線陣列。通過(guò)利用天線陣列向位于由該天線陣列服務(wù)的小區(qū)扇區(qū)中的MS廣播信號(hào)，BS能夠利用許多已知的波束成形方法中的一個(gè)，用于廣播該信號(hào)。
當(dāng)BS 120～129是高速BS時(shí)，諸如BS 120和126～129，天線204可以進(jìn)一步包括一個(gè)或者多個(gè)非地面天線元件208(示出了一個(gè))，用于向非地面通信設(shè)備發(fā)射信號(hào)和自其接收信號(hào)。該一個(gè)或者多個(gè)非地面天線元件208產(chǎn)生射頻(RF)信號(hào)輻射圖，其位于包括至少一個(gè)天線元件206的輻射圖的水平面的上方，由此避免了對(duì)該至少一個(gè)天線元件206發(fā)射的信號(hào)的干擾。此外，自該一個(gè)或者多個(gè)非地面天線元件208輻射的無(wú)線信號(hào)的極化方向可被設(shè)計(jì)為基本上與自該至少一個(gè)天線元件206輻射的無(wú)線信號(hào)的極化方向正交，由此進(jìn)一步使由該一個(gè)或者多個(gè)非地面天線元件208相對(duì)于該至少一個(gè)天線元件206產(chǎn)生的任何干擾最小。例如，由該一個(gè)或者多個(gè)非地面天線元件208輻射的波束可被垂直極化，相對(duì)于由該至少一個(gè)天線元件206輻射的波束的水平極化。
每個(gè)高速BS 120、126～129，除了向位于與該BS相關(guān)的非高速覆蓋區(qū)域(即覆蓋區(qū)域130和136～139)中的MS提供通信服務(wù)以外，進(jìn)一步向位于與該BS相關(guān)的各個(gè)高速覆蓋區(qū)域140、146～149中的MS提供通信服務(wù)。高速覆蓋區(qū)域140、146～149可以比它們各自的非高速覆蓋區(qū)域130和136～139更廣，這是因?yàn)镸S運(yùn)行于高速模式時(shí)的減少的切換的需要，以及進(jìn)一步由于這樣一個(gè)事實(shí)，即位于高速飛行器中的MS常常處于同服務(wù)BS的視距通信中，其允許BS的更廣的覆蓋區(qū)域。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的RAN控制器116的框圖。RAN控制器116包括處理器302，諸如一個(gè)或者多個(gè)微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、它們的組合、以及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的其他設(shè)備；和一個(gè)或者多個(gè)相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備304，諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、和/或只讀存儲(chǔ)器(ROM)或者它們的等效物，其維護(hù)數(shù)據(jù)和可由相應(yīng)的處理器執(zhí)行的程序。除非此處具體說(shuō)明，否則由RAN控制器116或者由MM 118執(zhí)行的所有功能都是通過(guò)RAN控制器的處理器302執(zhí)行的。
對(duì)于由控制器服務(wù)的每個(gè)BS，諸如BS 120，該一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304進(jìn)一步維護(hù)相鄰集306和高速相鄰集308。相鄰集306包括這樣的導(dǎo)頻列表，即，該導(dǎo)頻當(dāng)前不處于與MS相關(guān)的有效集或者候選集中，但是其在通信系統(tǒng)100處于非高速操作模式時(shí)有可能成為切換的候選者。相似地，高速相鄰集308包括這樣的導(dǎo)頻列表，即，該導(dǎo)頻當(dāng)前不處于與MS相關(guān)的有效集或者候選集中，但是其在通信系統(tǒng)100處于高速操作模式時(shí)有可能成為切換的候選者，即，該導(dǎo)頻是有可能成為切換的候選者并且與高速BS相關(guān)的導(dǎo)頻。
MM 118在控制器的處理器302和一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304中實(shí)現(xiàn)。MM 118負(fù)責(zé)通過(guò)定義與RAN 144相關(guān)的有效集、相鄰集和高速相鄰集來(lái)管理移動(dòng)性，并且負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)多播/多收組。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MS 106的框圖。MS 106包括接收單元402和發(fā)射單元404，它們連接到處理器406，諸如一個(gè)或者多個(gè)微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、它們的組合、以及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的其他設(shè)備；和一個(gè)或者多個(gè)相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備408，諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、和/或只讀存儲(chǔ)器(ROM)或者它們的等效物，其維護(hù)數(shù)據(jù)和可由相應(yīng)的處理器執(zhí)行的程序。除非此處具體說(shuō)明，否則由MS106執(zhí)行的所有功能都是由該MS的處理器406執(zhí)行的，其經(jīng)由接收單元402接收信號(hào)，并經(jīng)由發(fā)射單元404發(fā)射信號(hào)。
該一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408維護(hù)有效集410、相鄰集412和剩余集414。在MS參與有效通信時(shí)，有效集410包括與分配給該MS的前向業(yè)務(wù)信道相關(guān)的導(dǎo)頻列表，或者當(dāng)MS處于空閑模式時(shí)，有效集410包括與該MS監(jiān)視的尋呼信道或者前向控制信道相關(guān)的導(dǎo)頻列表。相鄰集412包括這樣的導(dǎo)頻列表，即，該導(dǎo)頻當(dāng)前不處于MS的有效集或者候選集中，但是其有可能成為切換的候選者。剩余集414包括這樣的導(dǎo)頻列表，即，除了MS的有效集410、候選集、相鄰集412或者高速相鄰集416的成員以外，其與通信系統(tǒng)100中的所有其他的BS相關(guān)。該一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408可以進(jìn)一步包括高速相鄰集416，其包括與高速BS相關(guān)的導(dǎo)頻列表，且該導(dǎo)頻當(dāng)前不處于MS的有效集或者候選集中，但是其有可能成為切換的候選者。當(dāng)MS 106包括高速相鄰集416時(shí)，剩余集的導(dǎo)頻中不包括該高速相鄰集的導(dǎo)頻。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高速中繼器104的框圖。中繼器104包括接收單元502和發(fā)射單元504，它們連接到處理器506，諸如一個(gè)或者多個(gè)微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、它們的組合、以及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的其他設(shè)備。中繼器104進(jìn)一步包括連接到處理器506的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備508，諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、和/或只讀存儲(chǔ)器(ROM)或者它們的等效物，其維護(hù)數(shù)據(jù)和可由相應(yīng)的處理器執(zhí)行的程序。除非此處具體說(shuō)明，否則由中繼器104執(zhí)行的所有功能都是由該中繼器的處理器506執(zhí)行的，其經(jīng)由接收單元502接收信號(hào)，并經(jīng)由發(fā)射單元504發(fā)射信號(hào)。
移動(dòng)站(MS)功能510嵌入在一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備508中，諸如允許中繼器104執(zhí)行典型地與MS相關(guān)的功能的數(shù)據(jù)和程序，特別是多頻帶MS和多模式MS(諸如能夠運(yùn)行于多個(gè)頻帶的MS以及進(jìn)一步能夠運(yùn)行于多個(gè)通信系統(tǒng)(諸如，但不限于，CDMA、GSM和TDMA中的兩個(gè)或者更多)的MS)的功能。特別地，中繼器104，特別是一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備508，包括這樣的程序，其允許中繼器104，特別是處理器506，掃描RAN 114的導(dǎo)頻和尋呼信道，并由此確定與該RAN相關(guān)的載波和/或調(diào)制方案。一旦確定與該RAN相關(guān)的載波和/或調(diào)制方案，中繼器104以與多頻帶多模式MS調(diào)頻到由MS檢測(cè)的通信系統(tǒng)的頻率的相同的方法自動(dòng)地調(diào)頻到與該RAN的前向鏈路和反向鏈路相關(guān)的頻率。結(jié)果，當(dāng)其中駐留有中繼器的交通工具，即交通工具102，在多種通信系統(tǒng)中移動(dòng)時(shí)，該中繼器能夠自動(dòng)地設(shè)置其自身以運(yùn)行于其當(dāng)前所駐留的任意系統(tǒng)中。
通信系統(tǒng)100包括切換程序，通過(guò)該切換程序可以使MS 106從質(zhì)量已劣化的第一空中接口切換到另一較高質(zhì)量的空中接口。當(dāng)MS106運(yùn)行于非高速環(huán)境中時(shí)，即，當(dāng)MS 106是固定的，或者以低的速度，諸如以低于120公里/小時(shí)的速度移動(dòng)時(shí)，通信系統(tǒng)100根據(jù)公知的切換技術(shù)提供該MS的切換。例如，當(dāng)MS 106在業(yè)務(wù)信道中是有效的并且由第一基站，諸如BS 120服務(wù)時(shí)，該MS恒定地搜索相鄰BS的導(dǎo)頻信道，即相鄰集412中的BS的導(dǎo)頻信道，以尋找強(qiáng)度足夠超過(guò)閾值的導(dǎo)頻。該MS將該事件通知給第一服務(wù)BTS。當(dāng)該MS從由第一BS，即BS 120服務(wù)的第一小區(qū)向由第二BS，諸如BS 124服務(wù)的第二小區(qū)移動(dòng)時(shí)，通信系統(tǒng)100使來(lái)自相鄰集412的某些導(dǎo)頻，諸如與BS 124和125相關(guān)的導(dǎo)頻，升級(jí)到有效集410。服務(wù)BS，即BS 120通過(guò)在業(yè)務(wù)信道上廣播的鄰居列表更新消息，向該MS通知該升級(jí)?；趯?duì)鄰居列表更新消息的接收，MS 106對(duì)相鄰集412和有效集410中維護(hù)的導(dǎo)頻列表進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?。?dāng)新的BS添加到有效集210中時(shí)，MS 106開(kāi)始同新的BS通信。MS 106進(jìn)一步可以在舊的BS自有效集清除時(shí)終止與其的通信。
當(dāng)MS 106運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，即，當(dāng)該MS位于高速(諸如大于120公里/小時(shí)的速度)移動(dòng)的交通工具(諸如交通工具102)中時(shí)，MS的傳統(tǒng)操作和切換帶來(lái)了問(wèn)題。典型地，MS包括用于修正接收信號(hào)中的多普勒(Doppler)頻移的機(jī)制，該多普勒頻移是由MS以小于120公里/小時(shí)的速度移動(dòng)所引起的。然而，當(dāng)MS以非常高的速度移動(dòng)時(shí)，例如，具有超過(guò)MS被設(shè)計(jì)用于提供多普勒頻移補(bǔ)償?shù)淖畲笏俣鹊乃俣葧r(shí)，MS不能完全地補(bǔ)償在接收信號(hào)中引起的多普勒頻移。而且，當(dāng)MS以非常高的速度移動(dòng)時(shí)，在當(dāng)前的切換完成之前可能會(huì)需要新的切換，導(dǎo)致了系統(tǒng)的低效率，并且潛在地導(dǎo)致了掉話。而且，導(dǎo)頻和相關(guān)的BS可能相當(dāng)頻繁地轉(zhuǎn)入或者轉(zhuǎn)出相鄰集412，以致相鄰集在某種程度上變得無(wú)用。
結(jié)果，當(dāng)MS，諸如MS 106運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，通信系統(tǒng)100轉(zhuǎn)換到高速操作模式。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)100的高速操作模式的邏輯流程圖600。邏輯流程圖開(kāi)始(602)于MS 106在通信系統(tǒng)100中激活(604)時(shí)。在通信系統(tǒng)100中激活之后，RAN控制器116向該MS提供(606)一個(gè)或者多個(gè)鄰居列表和高速鄰居列表，并且該MS自RAN控制器16接收(608)該一個(gè)或者多個(gè)鄰居列表和高速鄰居列表。該鄰居列表基于RAN控制器116的相鄰集306中包括的導(dǎo)頻。該高速鄰居列表基于RAN控制器116的高速相鄰集308中包括的導(dǎo)頻。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其中MS處于空閑模式，RAN控制器116可以經(jīng)由尋呼信道向該MS提供鄰居列表和高速鄰居列表。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，其中MS在前向業(yè)務(wù)信道上是有效的，RAN控制器116可以經(jīng)由前向業(yè)務(wù)信道向該MS提供鄰居列表和高速鄰居列表。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，RAN控制器116可以響應(yīng)對(duì)MS運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，如下文所詳細(xì)描述的，經(jīng)由前向業(yè)務(wù)信道向該MS傳遞高速鄰居列表。
在MS 106與RAN 114通信，特別是與服務(wù)BS 120通信的任何時(shí)刻，該MS可以經(jīng)由空中接口108與RAN直接通信，或者經(jīng)由中繼器104以及空中接口110和112與RAN通信。此處參考的前向鏈路、尋呼信道、前向業(yè)務(wù)信道和前向控制信道可以指空中接口108或者空中接口110和112的前向鏈路、尋呼信道、前向業(yè)務(wù)信道和前向控制信道。相似地，此處參考的反向鏈路、接入信道、反向業(yè)務(wù)信道和反向控制信道可以指空中接口108或者空中接口110和112的反向鏈路、尋呼信道、反向業(yè)務(wù)信道和反向控制信道。
在接收一個(gè)或者多個(gè)鄰居列表和高速鄰居列表之后，MS 106在該MS的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408中存儲(chǔ)(610)接收的鄰居列表作為相鄰集412，并且/或者存儲(chǔ)(610)接收的高速鄰居列表作為高速相鄰集416。典型地，相鄰集306和鄰居列表均包括這樣的導(dǎo)頻列表，即，該導(dǎo)頻對(duì)應(yīng)于與該MS的有效集相關(guān)的BS附近的多個(gè)BS中的每一個(gè)。相比于相鄰集和鄰居列表，高速鄰居列表包括這樣的導(dǎo)頻列表，即，該導(dǎo)頻對(duì)應(yīng)于多個(gè)地理上不同的BS，諸如BS 120、126～129中的每一個(gè)，即對(duì)應(yīng)于“高速”BS。例如，高速相鄰集308和高速鄰居列表均可以包括與每個(gè)“第N個(gè)”BS相關(guān)的導(dǎo)頻，其中值“N”取決于通信系統(tǒng)100的設(shè)計(jì)者。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，與高速相鄰集308和高速鄰居列表均相關(guān)的BS的分布被確定為，當(dāng)MS高速移動(dòng)時(shí)使切換數(shù)目最小，同時(shí)使BS散布得不是很廣，使得高速移動(dòng)的MS在關(guān)于有效集的BS的信號(hào)質(zhì)量下降到不可接受的水平時(shí)能夠找到可接受的信號(hào)。此外，與高速相鄰集308和高速鄰居列表均相關(guān)的BS可以是充分接近的，使得MS能夠運(yùn)行于軟切換模式。
通信系統(tǒng)100，特別是MS 106或RAN控制器116，進(jìn)一步確定(612)MS 106是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。當(dāng)MS 106處于空閑模式時(shí)，該MS可以自行確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。當(dāng)該MS參與業(yè)務(wù)信道上的有效通信時(shí)，RAN 114，特別是服務(wù)該MS的BS，即BS 120，或者RAN控制器116，可以確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，MS 106或者RAN控制器116可以基于在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)由該MS確定的不同的最佳導(dǎo)頻信號(hào)的數(shù)目，確定MS 106是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。當(dāng)MS 106處于空閑模式時(shí)，隨著該MS移動(dòng)通過(guò)通信系統(tǒng)100，該MS恒定地監(jiān)視與有效集410和相鄰集412相關(guān)的BS的導(dǎo)頻。MS 106周期性地確定關(guān)于由MS 106監(jiān)視的每個(gè)導(dǎo)頻的質(zhì)量度量，諸如誤幀率、信噪比(SNR)或者信號(hào)強(qiáng)度?；卺槍?duì)由MS 106監(jiān)視的每個(gè)導(dǎo)頻而確定的質(zhì)量度量，MS 106確定最佳導(dǎo)頻信號(hào)。然后MS 106可以將關(guān)于所確定的最佳導(dǎo)頻信號(hào)的信息存儲(chǔ)在該MS的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408中，并且/或者可以將關(guān)于所確定的最佳導(dǎo)頻信號(hào)的信息傳遞到服務(wù)BS 120，并由此以導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息(PSMM)的形式傳遞到RAN控制器116。作為MS周期性確定最佳導(dǎo)頻信號(hào)的結(jié)果，確定了多個(gè)最佳導(dǎo)頻信號(hào)。
基于由MS 106確定的多個(gè)最佳導(dǎo)頻信號(hào)，該MS、服務(wù)BS或者RAN控制器116可以確定在預(yù)定的時(shí)間周期中確定的不同的最佳導(dǎo)頻信號(hào)的數(shù)目。優(yōu)選地，該一定數(shù)目的不同的最佳導(dǎo)頻信號(hào)中的每個(gè)最佳導(dǎo)頻信號(hào)不同于該一定數(shù)目的不同的最佳導(dǎo)頻信號(hào)中的其他的最佳導(dǎo)頻信號(hào)，由此避免了考慮這樣的情況，其中MS運(yùn)行于多個(gè)小區(qū)中的每一個(gè)的邊緣區(qū)域，以及其中MS在確定最佳導(dǎo)頻時(shí)在多個(gè)小區(qū)的導(dǎo)頻之間來(lái)回切換。然后，該MS、服務(wù)BS或者RAN控制器116，只要其是適當(dāng)?shù)?，將在預(yù)定的時(shí)間周期中確定的最佳導(dǎo)頻的數(shù)目同最佳導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)目閾值進(jìn)行比較，該閾值可以分別存儲(chǔ)在一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304、408中。當(dāng)在預(yù)定的時(shí)間周期中確定的最佳導(dǎo)頻的數(shù)目超出了最佳導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)目閾值時(shí)，該MS、服務(wù)BS或者RAN控制器116可以確定該MS運(yùn)行于高速環(huán)境中。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，MS 106或者RAN控制器116可以基于該MS由相同的BS服務(wù)的時(shí)間周期，確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。即，每次MS 106改變服務(wù)該MS的BS時(shí)，MS 106或者RAN控制器116將關(guān)于MS改變服務(wù)BS的時(shí)刻存儲(chǔ)在各自的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304、408中?；谒鎯?chǔ)的時(shí)刻，MS 106或者RAN控制器116進(jìn)一步確定該MS由最近變化的服務(wù)BS服務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)度，即時(shí)間周期，并將其存儲(chǔ)在各自的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304、408中。然后該MS或者RAN控制器將所確定的時(shí)間長(zhǎng)度同存儲(chǔ)在各自的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304、408中的時(shí)間閾值進(jìn)行比較。當(dāng)該時(shí)間長(zhǎng)度小于該時(shí)間閾值時(shí)，該MS或者RAN控制器確定MS 106運(yùn)行于高速環(huán)境中。然而，為了確保MS不是僅僅在小區(qū)的邊緣激活然后移動(dòng)進(jìn)入相鄰的小區(qū)，MS 106或者RAN控制器116可以進(jìn)一步確定所確定的時(shí)間長(zhǎng)度小于時(shí)間閾值的連續(xù)的次數(shù)。當(dāng)所確定的時(shí)間長(zhǎng)度小于時(shí)間閾值的連續(xù)次數(shù)超出了服務(wù)BS變化閾值時(shí)，該MS或者RAN控制器確定該MS運(yùn)行于高速環(huán)境中，其中服務(wù)BS變化閾值可以存儲(chǔ)在各自的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304、408中。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，MS 106可以基于由該MS自RAN 114接收的信號(hào)的多普勒頻移，確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。在接收到來(lái)自服務(wù)該MS的BS的導(dǎo)頻之后，MS 106確定該導(dǎo)頻的多普勒頻移，并且將所確定的多普勒頻移同存儲(chǔ)在一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304中的多普勒頻移閾值進(jìn)行比較。當(dāng)所確定的多普勒頻移超過(guò)多普勒頻移閾值時(shí)，該MS確定其運(yùn)行于高速環(huán)境中。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，RAN控制器116可以基于在預(yù)定的時(shí)間周期中牽涉該MS的切換的數(shù)目，確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。每次MS 106參與切換時(shí)，關(guān)于該切換的信息存儲(chǔ)在MM 118中。結(jié)果，MM 118維護(hù)了在預(yù)定的時(shí)間周期中MS 106所參與的切換數(shù)目的記錄，并且將該切換的數(shù)目同切換數(shù)目閾值進(jìn)行比較。當(dāng)在預(yù)定的時(shí)間周期中參與的切換的數(shù)目超過(guò)切換數(shù)目閾值時(shí)，RAN控制器116或者M(jìn)M 118確定MS 106運(yùn)行于高速環(huán)境中。
響應(yīng)對(duì)MS運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，通信系統(tǒng)100轉(zhuǎn)換(614)到高速操作模式并且邏輯流程600結(jié)束(616)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)通信系統(tǒng)100處于高速操作模式并且MS 106處于空閑模式時(shí)，該MS使用高速相鄰集416使導(dǎo)頻升級(jí)到有效集410。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)通信系統(tǒng)100處于高速操作模式并且MS 106有效地參與經(jīng)由前向業(yè)務(wù)信道的通信時(shí)，RAN控制器116使用高速相鄰集308向MS 106推送鄰居列表更新。當(dāng)處于高速模式時(shí)，通過(guò)使用高速相鄰集416或者高速相鄰集308使導(dǎo)頻升級(jí)到有效集410，通信系統(tǒng)100能夠開(kāi)始限制針對(duì)高速BS的切換。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在MS 106處于空閑模式時(shí)通信系統(tǒng)100的高速操作模式的邏輯流程圖。由于MS 106處于空閑模式，因此RAN 114，特別是服務(wù)高速BS，諸如BS 120，不能經(jīng)由前向業(yè)務(wù)信道向高速鄰居列表416傳遞更新信息。邏輯流程圖700開(kāi)始(702)于MS 106自行確定(704)該MS運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，如上文所詳細(xì)描述的。響應(yīng)對(duì)MS運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，該MS恒定地搜索(706)與高速相鄰集412相關(guān)的導(dǎo)頻，以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻。該閾值維護(hù)在該MS的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408中。當(dāng)MS 106確定(708)與高速相鄰集412相關(guān)的導(dǎo)頻，例如，與BS 128相關(guān)的導(dǎo)頻，強(qiáng)度超過(guò)閾值時(shí)，該MS使來(lái)自高速相鄰集416的導(dǎo)頻升級(jí)(710)到有效集410。MS 106基于有效集410中包括的導(dǎo)頻，自發(fā)地執(zhí)行(712)空閑模式切換。然后邏輯流程700結(jié)束(714)。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在MS 106有效地參與經(jīng)由前向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行的通信時(shí)通信系統(tǒng)100的高速操作模式的邏輯流程圖。邏輯流程圖800開(kāi)始(802)于MS 106經(jīng)由一個(gè)或者多個(gè)前向業(yè)務(wù)信道，諸如與空中接口108相關(guān)的前向業(yè)務(wù)信道或者與每個(gè)空中接口110和112相關(guān)的前向業(yè)務(wù)信道；以及一個(gè)或者多個(gè)反向業(yè)務(wù)信道，諸如與空中接口108相關(guān)的反向業(yè)務(wù)信道或者與每個(gè)空中接口110和112相關(guān)的反向業(yè)務(wù)信道，由第一BS提供服務(wù)(804)時(shí)。RAN 114，諸如RAN控制器116或者服務(wù)BS 120，確定(806)MS 106運(yùn)行于高速環(huán)境中，如上文所詳細(xì)描述的。
MS恒定地搜索(808)與存儲(chǔ)在MS的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408中的相鄰集相關(guān)的導(dǎo)頻，以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻，該閾值在MS的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408中維護(hù)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，MS在搜索導(dǎo)頻時(shí)利用的相鄰集是處于空閑模式的MS在轉(zhuǎn)換到有效模式之前最近利用的相鄰集。例如，當(dāng)MS 106在轉(zhuǎn)換到有效模式之前最近處于非高速環(huán)境中時(shí)，處于空閑模式的MS在搜索導(dǎo)頻時(shí)最近利用的相鄰集可以是相鄰集412。因此，在執(zhí)行步驟808時(shí)，MS 106搜索與相鄰集412相關(guān)的導(dǎo)頻。作為另一示例，當(dāng)MS 106在轉(zhuǎn)換到有效模式之前最近處于高速環(huán)境中時(shí)，處于空閑模式的MS在搜索導(dǎo)頻時(shí)最近利用的相鄰集可以是高速相鄰集416。因此，在執(zhí)行步驟808時(shí)，MS 106搜索與高速相鄰集416相關(guān)的導(dǎo)頻。然而，系統(tǒng)100的設(shè)計(jì)者可以利用用于在步驟808中確定MS在搜索導(dǎo)頻時(shí)所利用的相鄰集的許多算法中的任何一個(gè)。
在確定(810)導(dǎo)頻強(qiáng)度超過(guò)閾值之后，MS 106優(yōu)選地通過(guò)經(jīng)由一個(gè)或者多個(gè)反向業(yè)務(wù)信道向RAN傳遞導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量消息(PSMM)，通知(812)RAN 114，特別地，經(jīng)由服務(wù)BS 120通知RAN控制器116，強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻的確定結(jié)果。響應(yīng)對(duì)強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻的確定結(jié)果的相關(guān)信息的接收(814)，響應(yīng)對(duì)MS 106運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，并且當(dāng)所確定的導(dǎo)頻與高速BS相關(guān)時(shí)，RAN控制器116修改(816)在高速相鄰集308中維護(hù)的導(dǎo)頻列表，該高速相鄰集308存儲(chǔ)在一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304中。例如，RAN控制器114可以向高速相鄰集308添加強(qiáng)導(dǎo)頻，并且/或者自高速相鄰集清除弱導(dǎo)頻。
然后，RAN控制器116基于控制器針對(duì)高速相鄰集308進(jìn)行的調(diào)節(jié)，匯集指令MS更新由該MS使用用于搜索導(dǎo)頻的相鄰集和/或更新由該MS維護(hù)的有效集(即相鄰集412或者高速相鄰集416，和/或有效集410)的消息，并將其傳遞(818)到MS 106。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，指令MS 106更新相鄰集和/或有效集的消息可以包括，指令MS 106添加或刪除有效集410中的BS或者切換到新的服務(wù)BS的切換消息。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，指令MS更新相鄰集和/或有效集的消息可以包括鄰居列表更新消息(NLUM)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，指令MS更新相鄰集和/或有效集的消息可以包括系統(tǒng)設(shè)置消息或系統(tǒng)參數(shù)消息，其后面跟隨有通知導(dǎo)頻升級(jí)到該MS的相鄰集和/或有效集的鄰居列表消息。
在接收(820)到指令MS更新由該MS使用用于搜索導(dǎo)頻的相鄰集和/或更新由該MS的有效集的消息之后，MS 106基于接收的消息，修改(822)由該MS使用的相鄰集和/或有效集，即，相鄰集412、高速相鄰集416、和/或有效集410。即，基于接收的消息，MS 106可以使導(dǎo)頻升級(jí)到相鄰集412、高速相鄰集416、和/或有效集410。由于由RAN控制器116升級(jí)的導(dǎo)頻是與高速BS相關(guān)的導(dǎo)頻，因此該升級(jí)的導(dǎo)頻與高速BS相關(guān)。然后MS 106可以開(kāi)始(824)同已被添加到有效集的新的BS的通信，并且/或者終止與自有效集清除的舊的BS的通信。MS 106進(jìn)一步開(kāi)始監(jiān)視(826)與添加到該MS使用的相鄰集的任何BS相關(guān)的導(dǎo)頻，并且/或者，停止監(jiān)視與自該MS使用的相鄰集清除且未添加到MS的有效集410或候選集的任何BS相關(guān)的導(dǎo)頻。然后邏輯流程800結(jié)束(828)。
在MS以非常高的速度移動(dòng)時(shí)，即運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，僅使與高速BS相關(guān)的導(dǎo)頻升級(jí)到由該MS使用的相鄰集和有效集，這樣，通信系統(tǒng)100減少了可能出現(xiàn)的切換的數(shù)目和最佳導(dǎo)頻重新確定的次數(shù)，由此提高了系統(tǒng)效率，減少了系統(tǒng)的處理負(fù)荷，并且減小了在切換過(guò)程中掉話的可能性。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，處于空閑模式中的MS自行確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。在確定該MS運(yùn)行于高速環(huán)境中之后，該MS轉(zhuǎn)換到搜索與該MS的高速相鄰集416(與相鄰集412相對(duì))相關(guān)的導(dǎo)頻，并且使導(dǎo)頻從高速相鄰集升級(jí)到該MS的有效集410。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，當(dāng)MS在業(yè)務(wù)信道上有效的時(shí)候，RAN控制器116確定MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。在確定該MS運(yùn)行于高速環(huán)境中之后，該RAN控制器轉(zhuǎn)換到，將來(lái)自RAN控制器的高速相鄰集308(與相鄰集306相對(duì))的導(dǎo)頻推送到該MS。
再參考圖6，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在通信系統(tǒng)100轉(zhuǎn)換到高速操作模式之后，MS 106、服務(wù)高速BS，諸如BS 120、或RAN 114，特別是RAN控制器116，可以確定(618)該MS不再運(yùn)行于高速環(huán)境中。響應(yīng)對(duì)MS不再運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，通信系統(tǒng)100變換(620)到非高速的傳統(tǒng)的操作模式。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，其中MS 106處于空閑模式，MS 106自行確定該MS不再運(yùn)行于高速環(huán)境中。在確定MS 106不再運(yùn)行于高速環(huán)境中之后，MS 106自動(dòng)地開(kāi)始搜索與相鄰集412(與高速相鄰集416相對(duì))相關(guān)的導(dǎo)頻，并且使導(dǎo)頻從該相鄰集升級(jí)到有效集410，這樣，通信系統(tǒng)100轉(zhuǎn)換到非高速操作模式。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，其中MS 106有效地參與經(jīng)由前向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行的通信，RAN控制器116確定MS 106不再運(yùn)行于高速環(huán)境中。在確定MS 106不再運(yùn)行于高速環(huán)境中之后，RAN控制器116將來(lái)自相鄰集306(與高速相鄰集312相對(duì))的導(dǎo)頻推送到MS 106，用以升級(jí)到該MS的相鄰集或者有效集，這樣，通信系統(tǒng)100轉(zhuǎn)換到非高速操作模式。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，MS 106或者RAN控制器116可以基于在預(yù)定的時(shí)間周期中由該MS確定的不同的最佳導(dǎo)頻信號(hào)的數(shù)目，確定MS 106是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。當(dāng)MS 106處于空閑模式時(shí)，即使運(yùn)行于高速模式中，該MS仍恒定地監(jiān)視與有效集410和相鄰集412相關(guān)的BS的導(dǎo)頻。MS 106周期性地確定每個(gè)被監(jiān)視的導(dǎo)頻的質(zhì)量度量，并且基于該質(zhì)量度量確定最佳導(dǎo)頻信號(hào)。然后MS 106可以將關(guān)于所確定的最佳導(dǎo)頻信號(hào)的信息存儲(chǔ)在該MS的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408中，并且/或者可以將關(guān)于所確定的最佳導(dǎo)頻信號(hào)的信息傳遞到服務(wù)BS 120，并由此傳遞到RAN控制器116。
基于由MS 106確定的多個(gè)最佳導(dǎo)頻信號(hào)，該MS、服務(wù)BS或者RAN控制器116可以確定在預(yù)定的時(shí)間周期中確定的不同的最佳導(dǎo)頻信號(hào)的數(shù)目。然后，該MS、服務(wù)BS或者RAN控制器116，只要其是適當(dāng)?shù)模瑢⒃陬A(yù)定的時(shí)間周期中確定的最佳導(dǎo)頻的數(shù)目同最佳導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)目閾值進(jìn)行比較。當(dāng)在預(yù)定的時(shí)間周期中確定的最佳導(dǎo)頻的數(shù)目小于最佳導(dǎo)頻信號(hào)數(shù)目閾值時(shí)，該MS、服務(wù)BS或者RAN控制器116可以確定該MS不再運(yùn)行于高速環(huán)境中。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，MS 106或者RAN控制器116可以基于該MS由相同的BS服務(wù)的時(shí)間周期，確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。即，每次MS 106改變服務(wù)該MS的BS時(shí)，MS 106或者RAN控制器116將關(guān)于MS改變服務(wù)BS的時(shí)刻存儲(chǔ)在各自的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304、408中?；谒鎯?chǔ)的時(shí)刻，MS 106或者RAN控制器116進(jìn)一步確定該MS由最近變化的服務(wù)BS服務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)度，即時(shí)間周期，并將其存儲(chǔ)在各自的一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備304、408中。然后該MS或者RAN控制器將所確定的時(shí)間長(zhǎng)度同時(shí)間閾值進(jìn)行比較。當(dāng)該時(shí)間長(zhǎng)度超過(guò)該時(shí)間閾值時(shí)，或者當(dāng)所確定的時(shí)間長(zhǎng)度超過(guò)時(shí)間閾值的連續(xù)次數(shù)超出了服務(wù)BS變化閾值時(shí)，該MS或者RAN控制器可以確定該MS不再運(yùn)行于高速環(huán)境中。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，MS 106可以基于由該MS自RAN 114接收的信號(hào)的多普勒頻移，確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。在接收到來(lái)自服務(wù)該MS的BS的導(dǎo)頻之后，MS 106確定該導(dǎo)頻的多普勒頻移。當(dāng)所確定的多普勒頻移小于多普勒頻移閾值時(shí)，MS 106可以確定該MS不再運(yùn)行于高速環(huán)境中。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，RAN控制器116可以基于在預(yù)定的時(shí)間周期中牽涉該MS的切換的數(shù)目，確定該MS是否運(yùn)行于高速環(huán)境中。每次MS 106參與切換時(shí)，關(guān)于該切換的信息存儲(chǔ)在MM 118中。結(jié)果，MM 118維護(hù)了MS 106所參與的切換數(shù)目的記錄。當(dāng)RAN控制器116確定在預(yù)定的時(shí)間周期中參與的切換的數(shù)目小于切換數(shù)目閾值時(shí)，RAN控制器116可以確定MS 106不再運(yùn)行于高速環(huán)境中。
通過(guò)使通信系統(tǒng)100能夠從高速操作模式轉(zhuǎn)換到非高速操作模式，為通信系統(tǒng)100提供了操作的靈活性。通信系統(tǒng)100在MS 106高速移動(dòng)時(shí)利用與高速BS相關(guān)的導(dǎo)頻用于切換確定，并且在MS 106保持靜止或者低速移動(dòng)時(shí)撤消對(duì)導(dǎo)頻的限制。因此，通信系統(tǒng)100提供了適應(yīng)性強(qiáng)的切換操作，其可以與MS的速度相適應(yīng)。
仍參考圖6，如上文所提及的，在MS 106與RAN 114通信，特別是與服務(wù)BS 120通信的任何時(shí)刻，該MS可以經(jīng)由空中接口108與RAN直接通信，或者經(jīng)由中繼器104以及空中接口110和112與RAN通信。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，MS 106可以建立(622)經(jīng)由空中接口108同RAN 114的通信鏈路。然而，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該MS可以位于包括高速中繼器的交通工具中，諸如交通工具102和中繼器104。在該情況中，MS 106可以建(624)經(jīng)由空中接口110、中繼器104和空中接口112同RAN 114的通信鏈路。MS 106可以在確定中繼器104的存在之后或者在轉(zhuǎn)換到高速操作模式之后，建立經(jīng)由中繼器104的通信。
中繼器104周期性地發(fā)送低功率信標(biāo)、或?qū)ьl、信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)MS 106監(jiān)視BS的導(dǎo)頻時(shí)，該MS進(jìn)一步監(jiān)視中繼器104的信標(biāo)信號(hào)。響應(yīng)對(duì)信標(biāo)信號(hào)的檢測(cè)，該MS將信標(biāo)信號(hào)的強(qiáng)度同存儲(chǔ)在一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備408中的信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度閾值進(jìn)行比較。當(dāng)所檢測(cè)的信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)信標(biāo)信號(hào)強(qiáng)度閾值時(shí)，該MS通過(guò)執(zhí)行傳統(tǒng)的切換，而不考慮該MS是否運(yùn)行于高速模式中或者是否已被指令轉(zhuǎn)換到高速模式，調(diào)諧到與中繼器104相關(guān)的空中接口112。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，作為執(zhí)行切換的替換，中繼器104的信號(hào)可以呈現(xiàn)為與RAN 114的信號(hào)的多徑分量相似。在該實(shí)施例中，MS 106的指狀管理器(finger manager)可以從RAN 114的信號(hào)中帶走中繼器信號(hào)的時(shí)延。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，MS 106可以不監(jiān)視中繼器104的信標(biāo)信號(hào)，直至MS接收到指令該MS切換到高速模式的系統(tǒng)開(kāi)銷消息，或者，盡管該MS恒定地監(jiān)視中繼器的信標(biāo)信號(hào)，但是可以不調(diào)諧到空中接口112，即切換到中繼器104，直至該MS接收到系統(tǒng)開(kāi)銷消息。
在切換到高速操作模式和調(diào)諧到空中接口112的前向鏈路和反向鏈路之后，MS 106經(jīng)由中繼器104同RAN 114通信(626)。即，MS106經(jīng)由空中接口112的反向鏈路向中繼器104傳遞目標(biāo)為RAN 114的通信。然后中繼器104將接收自MS 106的通信經(jīng)由空中接口110的反向鏈路傳遞到RAN 114。接下來(lái)，RAN 114經(jīng)由空中接110的前向鏈路向中繼器104傳遞目標(biāo)為MS 106的通信。然后中繼器104將接收自RAN 114的通信經(jīng)由空中接口110的前向鏈路傳遞到MS106。
在同RAN 114交換通信時(shí)，中繼器104向接收自RAN 114和發(fā)送到RAN 114的信號(hào)提供多普勒頻移補(bǔ)償。通過(guò)提供能夠提供高速多普勒頻移補(bǔ)償?shù)闹欣^器，通信系統(tǒng)100克服了MS，諸如MS 106對(duì)補(bǔ)償由該MS高速移動(dòng)(典型地是以超過(guò)120公里/小時(shí)的速度移動(dòng))導(dǎo)致的多普勒頻移的能力的缺乏。
中繼器104通過(guò)監(jiān)視與通信系統(tǒng)100的多個(gè)BS 120～129中的一個(gè)或者多個(gè)BS相關(guān)的導(dǎo)頻，提供高速多普勒頻移補(bǔ)償。例如，在任何具體時(shí)刻，與MS 106相似，可以由服務(wù)BS向中繼器104提供無(wú)線通信服務(wù)，并且中繼器104可以監(jiān)視與服務(wù)BS相關(guān)的導(dǎo)頻。中繼器104得到每個(gè)接收導(dǎo)頻的多普勒頻移，并且基于所確定的多普勒頻移，確定多個(gè)多普勒頻移補(bǔ)償因子。當(dāng)中繼器104用作關(guān)于在MS 106和RAN 114之間交換的信號(hào)的中繼器時(shí)，該中繼器向接收自RAN 114且目標(biāo)為MS 106的信號(hào)施加多個(gè)多普勒頻移補(bǔ)償因子中的第一多普勒頻移補(bǔ)償因子，并且向接收自MS 106且目標(biāo)為RAN 114的信號(hào)施加多個(gè)多普勒頻移補(bǔ)償因子中的第二多普勒頻移補(bǔ)償因子。
多普勒頻移和多普勒頻移補(bǔ)償?shù)拇_定在本領(lǐng)域是公知的。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如(美國(guó))專利No.6,449,489中詳細(xì)描述的，中繼器104可以確定接收導(dǎo)頻的多普勒頻移，并且進(jìn)一步確定多普勒頻移補(bǔ)償因子，該專利的整體內(nèi)容在此處引入列為參考。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，中繼器104可以如下確定接收導(dǎo)頻的多普勒頻移，并且進(jìn)一步確定多普勒頻移補(bǔ)償因子。與BS相關(guān)且由中繼器104監(jiān)視的每個(gè)導(dǎo)頻包括定時(shí)同步，用于由相關(guān)BS發(fā)射的信號(hào)的解碼。中繼器104包括內(nèi)部振蕩器，并且通過(guò)該內(nèi)部振蕩器和每個(gè)被監(jiān)視的導(dǎo)頻或者BS，其能夠確定與該BS相關(guān)的導(dǎo)頻信道的中心。當(dāng)其中安置了中繼器104的交通工具102以增加的速度移動(dòng)時(shí)，該中繼器能夠確定接收自被監(jiān)視的BS的導(dǎo)頻的頻率偏移，即多普勒頻移。該中繼器將所確定的頻率偏移存儲(chǔ)在中繼器的存儲(chǔ)器中。當(dāng)中繼器104用作關(guān)于在MS 106和RAN 114之間交換的信號(hào)的中繼器時(shí)，該中繼器基于所確定的頻率偏移確定多普勒補(bǔ)償因子，并且將所確定的多普勒補(bǔ)償因子施加到接收自RAN 114和發(fā)送到RAN 114的信號(hào)。
通過(guò)確定多普勒補(bǔ)償因子并且將所確定的多普勒補(bǔ)償因子施加到接收自RAN 114和發(fā)送到RAN 114的信號(hào)，當(dāng)MS運(yùn)行于高速環(huán)境中且同RAN 114交換通信時(shí)，中繼器104為MS 106提供了多普勒補(bǔ)償。即，中繼器104接收由RAN 114傳遞且目標(biāo)為MS 106的信號(hào)。中繼器104調(diào)節(jié)接收自RAN 114的信號(hào)以補(bǔ)償多普勒頻移，即，向接收自RAN 114的信號(hào)施加第一頻率偏移以產(chǎn)生第一頻率偏移信號(hào)，并且用以補(bǔ)償在由RAN 114傳遞到中繼器104時(shí)信號(hào)經(jīng)歷的多普勒頻移，該多普勒頻移補(bǔ)償基于由該中繼器接收的導(dǎo)頻的多普勒頻移。然后中繼器104經(jīng)由空中接口112的前向鏈路向MS 106傳遞已調(diào)節(jié)的信號(hào)。中繼器104進(jìn)一步接收由MS 106傳遞且目標(biāo)為RAN 114的信號(hào)。中繼器104調(diào)節(jié)接收自MS 106的信號(hào)以提供對(duì)多普勒頻移的補(bǔ)償，即，向接收自MS 106的信號(hào)施加第二頻率偏移以產(chǎn)生第二頻率偏移信號(hào)，并且用以補(bǔ)償在由中繼器104經(jīng)由空中接口110傳遞到RAN114時(shí)將引入到信號(hào)中的多普勒頻移，事實(shí)上提供了頻率預(yù)失真，該多普勒頻移補(bǔ)償同樣基于由該中繼器接收的導(dǎo)頻的多普勒頻移。然后中繼器104經(jīng)由空中接口110的反向鏈路向RAN 114傳遞已調(diào)節(jié)的信號(hào)。
盡管通過(guò)參考本發(fā)明的具體實(shí)施例已具體地示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離權(quán)利要求書中陳述的本發(fā)明的范圍前提下，可以進(jìn)行多種變化，并且可以使用等效物替換其元件。因此，本說(shuō)明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的，而不是限制性的，并且所有該變化和替換應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
對(duì)于具體的實(shí)施例，上文已經(jīng)描述了利益、優(yōu)點(diǎn)和針對(duì)問(wèn)題的解決方案。然而，該利益、優(yōu)點(diǎn)、針對(duì)問(wèn)題的解決方案、以及可以使任何利益、優(yōu)點(diǎn)或解決方案出現(xiàn)或者變得更加顯著的任何因素，不應(yīng)被解釋為任何或者全部權(quán)利要求的重要的、所需的或者基本的特征或因素。如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者任何其變化形式，目的在于涵蓋非排他性的內(nèi)含物，由此包括一系列元素的程序、方法、物體或者裝置不僅包括這些列出的元素，而且還可能包括其他未明確列出的元素或者對(duì)于該程序、方法、物體或者裝置而言固有的元素。而且，應(yīng)當(dāng)理解，(如果存在)關(guān)系性術(shù)語(yǔ)的使用，諸如“第一”和“第二”，“頂”和“底”等等，僅限用于使一個(gè)實(shí)體或者行為同另一實(shí)體或行為相區(qū)分，而非要求或者意指在該實(shí)體或者行為之間的任何實(shí)際的關(guān)系或者順序。
權(quán)利要求
1.一種在高速環(huán)境中進(jìn)行無(wú)線通信的方法，包括由移動(dòng)站維護(hù)高速相鄰集和相鄰集；確定移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中；以及當(dāng)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，利用高速相鄰集使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)。
2.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括，當(dāng)移動(dòng)站運(yùn)行于高速模式時(shí)確定該移動(dòng)站是否不再運(yùn)行于高速環(huán)境中；以及當(dāng)該移動(dòng)站不再運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，轉(zhuǎn)換到利用相鄰集使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)。
3.一種移動(dòng)站，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其維護(hù)多個(gè)相鄰集合，其中多個(gè)相鄰集合中的第一相鄰集合包括相鄰集，而多個(gè)相鄰集合中的第二相鄰集合包括高速相鄰集；處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其確定該移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且響應(yīng)對(duì)該移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，利用高速相鄰集使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)。
4.權(quán)利要求3的移動(dòng)站，其中，當(dāng)該移動(dòng)站運(yùn)行于高速模式時(shí)，處理器進(jìn)一步確定該移動(dòng)站是否不再運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且當(dāng)該移動(dòng)站不再運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，利用相鄰集使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)。
5.一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其維護(hù)多個(gè)相鄰集合；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其確定由該控制器服務(wù)的移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中，當(dāng)該移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，該處理器調(diào)節(jié)多個(gè)相鄰集合中的第一相鄰集合，并且基于對(duì)多個(gè)相鄰集合中的第一相鄰集合的調(diào)節(jié)，傳遞升級(jí)導(dǎo)頻的指令，并且當(dāng)該移動(dòng)站不是運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，該處理器調(diào)節(jié)多個(gè)相鄰集合中的第二相鄰集合，并且基于對(duì)多個(gè)相鄰集合中的第二相鄰集合的調(diào)節(jié)，傳遞升級(jí)導(dǎo)頻的指令。
6.權(quán)利要求5的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器，其中，當(dāng)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，處理器進(jìn)一步確定該該移動(dòng)站是否不再運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且當(dāng)該移動(dòng)站不再運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)，使該移動(dòng)站轉(zhuǎn)換到非高速操作模式，其中該移動(dòng)站不再利用高速相鄰集用于切換。
7.一種在高速環(huán)境中操作移動(dòng)站的方法，包括確定該移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中；由移動(dòng)站維護(hù)相鄰集和高速相鄰集；響應(yīng)對(duì)該移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，搜索與高速相鄰集相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)；以及響應(yīng)對(duì)強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)的確定，修改有效集。
8.一種移動(dòng)站，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其維護(hù)相鄰集和高速相鄰集；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其確定移動(dòng)站是否運(yùn)行于高速環(huán)境中，響應(yīng)對(duì)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，搜索與高速相鄰集相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)，并且響應(yīng)對(duì)強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)的確定，修改有效集。
9.一種用于在高速環(huán)境中升級(jí)導(dǎo)頻信號(hào)的方法，包括由移動(dòng)站維護(hù)相鄰集和高速相鄰集；搜索與相鄰集和高速相鄰集中的至少一個(gè)相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)；在確定強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)之后，發(fā)送有關(guān)該導(dǎo)頻信號(hào)的信息；響應(yīng)有關(guān)該導(dǎo)頻信號(hào)的信息發(fā)送，接收使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)到有效集的指令；以及響應(yīng)對(duì)該指令的接收，使導(dǎo)頻信號(hào)升級(jí)到有效集。
10.一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其維護(hù)相鄰集和高速相鄰集；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其接收來(lái)自移動(dòng)站的有關(guān)強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)的信息，確定該移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且響應(yīng)于信息接收和對(duì)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，調(diào)節(jié)高速相鄰集并向移動(dòng)站傳遞對(duì)應(yīng)于該調(diào)節(jié)的信息。
11.權(quán)利要求10的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器，其中，所述處理器通過(guò)傳遞指出高速鄰居列表的修改的系統(tǒng)設(shè)置消息來(lái)傳遞變化，并且進(jìn)一步傳遞高速鄰居列表的修改。
12.一種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)控制器，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其維護(hù)相鄰集和高速相鄰集；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其確定移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中，并且響應(yīng)于對(duì)移動(dòng)站運(yùn)行于高速環(huán)境中的確定，向移動(dòng)站傳遞高速鄰居列表。
13.一種移動(dòng)站，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其維護(hù)多個(gè)相鄰集合，其中多個(gè)鄰居列表中的第一鄰居列表包括相鄰集，而多個(gè)相鄰集合中的第二相鄰集合包括高速相鄰集；接收機(jī)，其接收來(lái)自無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的指令，用以修改多個(gè)相鄰集合中的至少一個(gè)；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和接收機(jī)，響應(yīng)接收指令修改多個(gè)相鄰集合中的至少一個(gè)。
14.權(quán)利要求13的移動(dòng)站，其中，所述處理器進(jìn)一步搜索與高速相鄰集相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)以尋找強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)，在確定強(qiáng)度超過(guò)閾值的導(dǎo)頻信號(hào)之后，發(fā)送有關(guān)該導(dǎo)頻信號(hào)的信息，響應(yīng)有關(guān)該導(dǎo)頻信號(hào)的信息發(fā)送，接收針對(duì)高速鄰居列表的變化，并且基于所接收的針對(duì)高速鄰居列表的變化，修改高速相鄰集。
15.一種用于在高速環(huán)境中提供無(wú)線通信服務(wù)的方法，包括確定至少部分由于中繼器的移動(dòng)而引起的頻移；向由中繼器接收的第一信號(hào)施加第一頻率偏移；向由中繼器發(fā)送的第二信號(hào)施加第二頻率偏移；并且其中，第一頻率偏移和第二頻率偏移的每個(gè)頻率偏移均基于所確定的頻移。
16.權(quán)利要求15的方法，其中，施加第一頻率偏移包括自無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施接收第一信號(hào)；向該第一信號(hào)施加第一頻率偏移以產(chǎn)生第一頻率偏移信號(hào)；以及向與中繼器協(xié)同安置的移動(dòng)站發(fā)送該第一頻率偏移信號(hào)。
17.權(quán)利要求15的方法，其中，施加第二頻率偏移包括自與中繼器協(xié)同安置的無(wú)線通信設(shè)備接收第二信號(hào)；向該第二信號(hào)施加第二頻率偏移以產(chǎn)生第二頻率偏移信號(hào)；以及向無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)送該第二頻率偏移信號(hào)。
18.一種能夠運(yùn)行于高速環(huán)境中的中繼器，該中繼器包括處理器，其確定在運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)至少部分由于中繼器的移動(dòng)而引起的頻移，向中繼器在運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)接收的第一信號(hào)施加第一頻率偏移，向中繼器在運(yùn)行于高速環(huán)境中時(shí)發(fā)送的第二信號(hào)施加第二頻率偏移，并且其中，第一頻率偏移和第二頻率偏移的每一個(gè)均基于所確定的頻移。
19.權(quán)利要求18的中繼器，其中，所述處理器通過(guò)以下的方法施加第一頻率偏移自無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施接收第一信號(hào)，向該第一信號(hào)施加第一頻率偏移以產(chǎn)生第一頻率偏移信號(hào)，并且向與中繼器協(xié)同安置的移動(dòng)站發(fā)送該第一頻率偏移信號(hào)。
20.權(quán)利要求18的中繼器，其中，所述處理器通過(guò)以下的方法施加第二頻率偏移自與中繼器協(xié)同安置的移動(dòng)站接收第二信號(hào)，向該第二信號(hào)施加第二頻率偏移以產(chǎn)生第二頻率偏移信號(hào)，并且向無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)送該第二頻率偏移信號(hào)。
21.一種中繼器，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其存儲(chǔ)移動(dòng)站功能；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其執(zhí)行移動(dòng)站功能，并且通過(guò)執(zhí)行移動(dòng)站功能，能夠確定與無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)相關(guān)的載波和調(diào)制方案中的至少一個(gè)，并響應(yīng)對(duì)與該RAN相關(guān)的載波和調(diào)制方案中的至少一個(gè)的確定，自動(dòng)地調(diào)諧至與該RAN相關(guān)的頻率。
22.一種用于在高速環(huán)境中操作移動(dòng)站的方法，包括維護(hù)多個(gè)鄰居列表，其中，多個(gè)鄰居列表中的第一鄰居列表包括高速鄰居列表，而多個(gè)鄰居列表中的第二鄰居列表包括非高速鄰居列表。
23.一種移動(dòng)站，包括至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，其維護(hù)多個(gè)鄰居列表的，其中，多個(gè)鄰居列表中的第一鄰居列表包括高速鄰居列表，而多個(gè)鄰居列表中的第二鄰居列表包括非高速鄰居列表；接收機(jī)，其接收來(lái)自無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的指令，用以修改多個(gè)鄰居列表中的至少一個(gè)；和處理器，其連接到該至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和接收機(jī)，能夠響應(yīng)接收指令修改多個(gè)鄰居列表中的至少一個(gè)。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)(100)，基于移動(dòng)站(106)的移動(dòng)從高速操作模式轉(zhuǎn)換到非高速操作模式。當(dāng)該通信系統(tǒng)處于高速操作模式時(shí)，該通信系統(tǒng)使來(lái)自移動(dòng)站或者控制器(116)的高速相鄰集的導(dǎo)頻升級(jí)。當(dāng)該通信系統(tǒng)處于非高速操作模式時(shí)，該通信系統(tǒng)使來(lái)自移動(dòng)站或者控制器的相鄰集的導(dǎo)頻升級(jí)。該通信系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括高速中繼器(104)，其在與移動(dòng)站協(xié)同安置時(shí)，能夠提供移動(dòng)站和服務(wù)于該移動(dòng)站的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)(114)之間的通信鏈路。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1736117SQ200480000898
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者雅松·H·洛什, 達(dá)萊·R·安德森 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司