專利名稱：蜂窩無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固定接入蜂窩通信系統(tǒng)，尤其涉及在這樣的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)用戶的接入、尋呼與越區(qū)切換的設(shè)備和方法。
蜂窩無線通信中的最近發(fā)展是引入了固定接入系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，每個(gè)用戶通過通常具有定向特性的固定天線與本地基站進(jìn)行通信。這樣的系統(tǒng)的一個(gè)特定應(yīng)用是替換在公用或?qū)Ｓ秒娦畔到y(tǒng)構(gòu)造中的傳統(tǒng)有線用戶環(huán)路。在北美，固定接入系統(tǒng)工作在400MHz和800MHz波段。
在這兩個(gè)波段中的信號(hào)傳播具有類似的特性。一般地，根據(jù)地面是平坦的、丘陵起伏的還是多山的和環(huán)境是鄉(xiāng)村的、市郊的還是都市的，平均路徑損耗在30dB/dcc至40dB/dcc之間。由于地面變化而導(dǎo)致的信號(hào)強(qiáng)度的起伏(慢、衰落或?qū)?shù)正態(tài)衰落)使得信號(hào)強(qiáng)度具有平均約8dB的標(biāo)準(zhǔn)偏差的對(duì)數(shù)正態(tài)分布。而且，快衰落(瑞利衰落、多徑衰落)使得信號(hào)強(qiáng)度具有瑞利分布。信號(hào)在距平均值+10dB至-30dB之間約40dB范圍中起伏變化。此快衰落是由于駐波引起的并出現(xiàn)在約一個(gè)波長(zhǎng)的距離上。因?yàn)橛陕涂焖ヂ湟鸬碾S機(jī)分量，很難預(yù)測(cè)覆蓋區(qū)域中的任一點(diǎn)上的信號(hào)強(qiáng)度，所以采用統(tǒng)計(jì)方法來提供覆蓋區(qū)域內(nèi)可接受的服務(wù)。移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)為在95％的覆蓋區(qū)域內(nèi)提供可接受的服務(wù)。假定由于終端快速移動(dòng)，它將快速穿過衰落，并且由于信號(hào)強(qiáng)度在95％的時(shí)間內(nèi)是可接受的，一般認(rèn)為整個(gè)服務(wù)級(jí)別對(duì)系統(tǒng)用戶來說是可接受的。但在固定的蜂窩系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的終端是不移動(dòng)的，因此不能假定它們能很快移出衰落。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)預(yù)期為95％覆蓋的系統(tǒng)可能無法為一些用戶提供可接受的服務(wù)質(zhì)量，并且一般認(rèn)為必須設(shè)計(jì)固定接入系統(tǒng)以提供99％的覆蓋。
因?yàn)樵诠潭ǚ涓C系統(tǒng)中的終端是靜止不動(dòng)的，所以有可能給每個(gè)終端定義一個(gè)“歸屬蜂窩單元”。歸屬蜂窩單元僅是終端駐留在其物理邊界內(nèi)的蜂窩單元。但是，不能保證終端總是反鎖定在控制信道或歸屬蜂窩單元的PACH。這是因?yàn)榻K端不時(shí)掃描信道群并且鎖定到在該時(shí)刻它們以最高強(qiáng)度接收的信道上。因此，雖然移動(dòng)臺(tái)實(shí)際出現(xiàn)在其歸屬蜂窩單元中，但它可以由于RF傳播中的暫時(shí)變化而鎖定到相鄰蜂窩單元的控制信道上。這種現(xiàn)象對(duì)于在蜂窩單元邊界上或靠近蜂窩單元邊界的那些終端可能是非常普遍的。但是，甚至對(duì)于在蜂窩單元內(nèi)的終端也能出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
當(dāng)終端鎖定到錯(cuò)誤蜂窩單元的控制信道時(shí)，這種現(xiàn)象能引起服務(wù)請(qǐng)求的拒絕或無法終止呼叫。這能導(dǎo)致對(duì)用戶來說是不可接受的服務(wù)質(zhì)量。
這個(gè)問題的傳統(tǒng)解決方法是增加提供服務(wù)的蜂窩單元的基站的發(fā)射機(jī)功率和/或給位于衰落區(qū)域中的任何用戶裝備高增益天線。前一方案由于受本地或國(guó)家廣播規(guī)則限制而被排除，而后一方案需要業(yè)務(wù)供應(yīng)者的額外開支。
本發(fā)明的目的是使上述缺點(diǎn)最小化或克服上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是在固定接入通信系統(tǒng)中提供改進(jìn)的接入、尋呼和越區(qū)切換程序。
本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步目的是提供一種改進(jìn)的固定接入通信系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種服務(wù)于固定用戶終端的蜂窩通信系統(tǒng)，每個(gè)用戶終端位于各自的歸屬蜂窩單元中，其中給每個(gè)所述用戶終端分配一個(gè)超歸屬蜂窩單元，該超歸屬蜂窩單元包括那個(gè)用戶終端位于其中的歸屬蜂窩單元以及與歸屬蜂窩單元相鄰的一個(gè)或多個(gè)蜂窩單元，并且其中涉及所述固定用戶終端的系統(tǒng)事務(wù)在包括那個(gè)終端的超歸屬蜂窩單元的蜂窩單元組的任一蜂窩單元中進(jìn)行處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種服務(wù)于固定用戶終端的蜂窩通信系統(tǒng)，每個(gè)固定用戶終端位于各自歸屬蜂窩單元中，該系統(tǒng)包括基站，每個(gè)所述蜂窩單元分配一個(gè)基站；基站控制器，每個(gè)基站控制器控制一組所述基站；和一個(gè)交換中心，基站連接到該交換中心并且由該交換中心控制系統(tǒng)，該交換中心與一個(gè)數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)，其中給每個(gè)系統(tǒng)蜂窩單元分配一個(gè)各自地址，其中給每個(gè)用戶分配一個(gè)超歸屬蜂窩單元，該超歸屬蜂窩單元包括那個(gè)用戶終端位于其中的歸屬蜂窩單元以及與歸屬蜂窩單元相鄰的一個(gè)或多個(gè)蜂窩單元，其中為每個(gè)所述用戶終端在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)構(gòu)成那個(gè)用戶終端的超歸屬蜂窩單元的那些蜂窩單元的一個(gè)地址列表(list)，和其中對(duì)于涉及所述用戶終端的每個(gè)系統(tǒng)事務(wù)，交換中心從數(shù)據(jù)庫中檢索構(gòu)成那個(gè)用戶終端的歸屬蜂窩單元的蜂窩單元地址列表，從而在列出的蜂窩單元中的某一個(gè)中處理該事務(wù)。
通過允許涉及一個(gè)用戶終端的事務(wù)在不是該終端的歸屬蜂窩單元的蜂窩單元中進(jìn)行處理，增加了完成那個(gè)事務(wù)的可能性并因此提高了提供給該用戶的服務(wù)質(zhì)量。
現(xiàn)將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中

圖1是容納固定接入用戶終端的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖2是示意一個(gè)用戶終端的超歸屬蜂窩單元定義的圖1的部分網(wǎng)絡(luò)；和圖3、4和5是表示在圖1與2的系統(tǒng)操作中所使用的接入、尋呼和越區(qū)切換算法的流程圖。
參見圖1，以非常概要的形式描述了部分固定接入蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)。系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)域細(xì)分為多個(gè)相連蜂窩單元11，在每個(gè)蜂窩單元中通過各自的基站12向用戶終端10提供服務(wù)。通過基站控制器13控制一組基站12的操作，相應(yīng)地，由交換中心14為許多基站控制器提供服務(wù)，該交換中心具有控制功能并且也可以提供至公用電信網(wǎng)絡(luò)15的接口。分配每個(gè)系統(tǒng)蜂窩單元一個(gè)各自地址。涉及用戶終端10的信息可以存儲(chǔ)在與交換中心相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫16中。在圖1的系統(tǒng)中，給每個(gè)終端10分配一個(gè)超歸屬蜂窩單元，該超歸屬蜂窩單元包括終端10位于其中的蜂窩單元11以及直接與那個(gè)蜂窩單元相鄰的一些或所有蜂窩單元。在某些情況中，例如終端位置靠近蜂窩單元邊界時(shí)，一個(gè)或多個(gè)不直接與歸屬蜂窩單元相鄰的蜂窩單元也可以包含在蜂窩單元的超歸屬蜂窩單元組中。在圖1的系統(tǒng)中，從位于其超歸屬蜂窩單元內(nèi)的終端中發(fā)出的服務(wù)請(qǐng)求或?qū)ず魬?yīng)答被處理，而涉及那個(gè)終端并且從超歸屬蜂窩單元外部發(fā)出的所有服務(wù)請(qǐng)求和尋呼應(yīng)答被拒絕或忽略。
圖2更詳細(xì)地表示了固定用戶終端的超歸屬蜂窩單元的一種典型的分配。固定終端10物理上位于其歸屬蜂窩單元11中，但是如上所述，它也可以接入相鄰蜂窩單元111至116的控制信道?？梢杂山K端接入的蜂窩單元組定義為那個(gè)終端的超歸屬蜂窩單元。應(yīng)意識(shí)到因?yàn)楸镜貍鞑l件或者因?yàn)榻K端的特定位置，超歸屬蜂窩單元可以不包括一個(gè)或多個(gè)直接相鄰的蜂窩單元和/或可以包含不直接與歸屬蜂窩單元相鄰的蜂窩單元。也應(yīng)意識(shí)到位于一個(gè)特定蜂窩單元內(nèi)的用戶終端的超歸屬蜂窩單元組不必都是一樣的。
下面是實(shí)現(xiàn)終端至系統(tǒng)的接入、終端的尋呼以便建立至終端的呼叫以及所接通呼叫的越區(qū)切換所采用的過程的描述。這些過程將結(jié)合圖3、4與5的流程圖進(jìn)行的流程圖進(jìn)行描述。
接入在上述的系統(tǒng)中，不僅允許終端在其自身歸屬蜂窩單元11中發(fā)出呼叫和接入呼叫，也允許在表示為與歸屬蜂窩單元相鄰的那些蜂窩單元111至116的一些或所有蜂窩單元中發(fā)出呼叫和接入呼叫。這組蜂窩單元包括固定終端的超歸屬蜂窩單元。適當(dāng)?shù)慕K端接入順序表示在圖3的流程圖中。與固定終端的歸屬蜂窩單元相鄰的那些蜂窩單元的地址可以存儲(chǔ)在一個(gè)查找表中，在該表中每行對(duì)應(yīng)一個(gè)歸屬蜂窩單元，并且各項(xiàng)是與歸屬蜂窩單元相鄰的所有蜂窩單元。我們稱這個(gè)表為ADJCELL。如果一個(gè)固定終端試圖從系統(tǒng)中的任一其他蜂窩單元，即從不包含在該超歸屬蜂窩單元中的一個(gè)蜂窩單元中始發(fā)，則它的服務(wù)請(qǐng)求被拒絕。同樣地，如果一個(gè)終端從不包含在該超歸屬蜂窩單元中的一個(gè)蜂窩單元中發(fā)送一個(gè)尋呼響應(yīng)，則那個(gè)應(yīng)答被忽略。一般將表ADJCELL存儲(chǔ)在可由交換中心存取的數(shù)據(jù)庫16(圖1)中。
尋呼類似地，我們不能只簡(jiǎn)單地尋呼一個(gè)終端的歸屬蜂窩單元以建立至那個(gè)終端的呼叫，因?yàn)樵趯ず舻臅r(shí)刻該終端可能已鎖定到在超歸屬蜂窩單元組內(nèi)的一個(gè)相鄰蜂窩單元的控制信道。為了處理這種情況，尋呼消息通過超歸屬蜂窩單元，即通過歸屬蜂窩單元的控制信道和構(gòu)成那個(gè)超歸屬蜂窩單元組的所有蜂窩單元(從表ADJCELL中)的控制信道廣播。如果一個(gè)固定終端的尋呼響應(yīng)是從系統(tǒng)的任一其他蜂窩單元，即從不在超歸屬蜂窩單元組內(nèi)的一個(gè)蜂窩單元中接收的，則它被拒絕。該尋呼過程表示在附圖的圖4中。
越區(qū)切換因?yàn)楣潭ǚ涓C系統(tǒng)中的終端是固定不動(dòng)的，所以似乎人們能簡(jiǎn)單地從其自身的無線電阻塞來自這樣的終端的所有越區(qū)切換請(qǐng)求，從而保存消息和容量。但是，即使是對(duì)于固定終端來說，蜂窩環(huán)境中的信號(hào)質(zhì)量也可能隨時(shí)間而降低。這是由于諸如大卡車等臨時(shí)障礙物所引起的信號(hào)強(qiáng)度的暫時(shí)變化，或在另一蜂窩單元中所建立的呼叫而引起的同信道干擾或外部噪聲引起的。如果固定終端的越區(qū)切換被完全阻塞，則會(huì)引起這些呼叫被中斷，導(dǎo)致不滿意的服務(wù)等級(jí)。
如果維持全部的越區(qū)切換功能，則也意味著一旦發(fā)出一個(gè)呼叫，就允許固定終端在系統(tǒng)中的完全移動(dòng)性。在目前的系統(tǒng)中，由于只允許越區(qū)切換到固定終端的超歸屬蜂窩單元組的一個(gè)蜂窩單元中，那種可能性不存在，越區(qū)切換順序表示在圖5的流程圖中。當(dāng)發(fā)出一個(gè)越區(qū)切換請(qǐng)求時(shí)，只允許出現(xiàn)在ADJCELL表中的那些蜂窩單元是越區(qū)切換的可能的目標(biāo)蜂窩單元。拒絕越區(qū)切換到不在歸屬蜂窩單元組中的任一其他蜂窩單元。
應(yīng)理解雖然上面只結(jié)合固定接入用戶終端描述了蜂窩通信系統(tǒng)，但該系統(tǒng)當(dāng)然可以形成也容納移動(dòng)用戶終端的混合系統(tǒng)的一部分。
權(quán)利要求
1.一種服務(wù)于固定用戶終端的蜂窩通信系統(tǒng)，每個(gè)固定用戶終端位于各自的歸屬蜂窩單元中，其中給每個(gè)所述用戶終端分配一個(gè)超歸屬蜂窩單元，該超歸屬蜂窩單元包括那個(gè)用戶終端位于其中的歸屬蜂窩單元和與歸屬蜂窩單元相鄰的一個(gè)或多個(gè)蜂窩單元，并且其中涉及一個(gè)所述固定用戶終端的系統(tǒng)事務(wù)在包括那個(gè)終端的超歸屬蜂窩單元的蜂窩單元組的任一蜂窩單元中進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩通信系統(tǒng)，其中給每個(gè)蜂窩單元分配一個(gè)各自的地址，其中提供了用于為每個(gè)所述用戶終端存儲(chǔ)一個(gè)構(gòu)成那個(gè)用戶終端的超歸屬蜂窩單元的那些蜂窩單元的地址列表的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的蜂窩通信系統(tǒng)，其中通過構(gòu)成一個(gè)用戶終端的超歸屬蜂窩單元的所有蜂窩單元廣播至那個(gè)用戶終端的尋呼消息。
4.一種服務(wù)于固定用戶終端的蜂窩通信系統(tǒng)，每個(gè)固定用戶終端位于各自的歸屬蜂窩單元中，該系統(tǒng)包括基站，一個(gè)基站用于一個(gè)所述蜂窩單元；基站控制器，每個(gè)基站控制器控制一組所述基站；以及一個(gè)交換中心，基站連到該交換中心，并由該交換中心控制系統(tǒng)，該交換中心與一個(gè)數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)，其中分配給每一個(gè)系統(tǒng)蜂窩單元一個(gè)各自的地址，其中給每個(gè)用戶分配一個(gè)超歸屬蜂窩單元，該超歸屬蜂窩單元包括那個(gè)用戶終端位于其中的歸屬蜂窩單元和與歸屬蜂窩單元相鄰的一個(gè)或多個(gè)蜂窩單元，其中為每個(gè)所述用戶終端在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)一個(gè)構(gòu)成那個(gè)用戶終端的超歸屬蜂窩單元的那些蜂窩單元的地址列表，其中對(duì)于涉及一個(gè)所述用戶終端的每個(gè)系統(tǒng)事務(wù)，該交換中心從數(shù)據(jù)庫中檢索構(gòu)成那個(gè)用戶終端的歸屬蜂窩單元的蜂窩單元地址列表，從而在所列出的蜂窩單元中的某一個(gè)中處理該事務(wù)。
5.一種操作服務(wù)于固定用戶終端的蜂窩通信系統(tǒng)的方法，每個(gè)固定用戶終端位于各自的歸屬蜂窩單元中，該方法包括給每個(gè)所述用戶終端分配一組蜂窩單元，該組蜂窩單元包括那個(gè)終端的歸屬蜂窩單元和與歸屬蜂窩單元相鄰的一個(gè)或多個(gè)蜂窩單元，該方法還包括在包括該組的蜂窩單元中的一個(gè)蜂窩單元中處理涉及那個(gè)用戶終端的系統(tǒng)事務(wù)。
全文摘要
一種蜂窩通信系統(tǒng)服務(wù)于固定接入用戶終端,每個(gè)用戶終端位于定義為那個(gè)終端的歸屬蜂窩單元的系統(tǒng)蜂窩單元中。給每個(gè)用戶終端分配一個(gè)超歸屬蜂窩單元,該超歸屬蜂窩單元包括該用戶終端自身的歸屬蜂窩單元和與歸屬蜂窩單元相鄰的許多蜂窩單元。涉及一個(gè)終端的系統(tǒng)事務(wù),例如接入,尋呼與越區(qū)切換可以在包括超歸屬蜂窩單元組的蜂窩單元中的任一蜂窩單元中進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)H04W8/02GK1178060SQ95197761
公開日1998年4月1日 申請(qǐng)日期1995年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月21日
發(fā)明者瑟沙吉利·勞·馬德哈瓦皮迪, 烏達(dá)亞·桑卡爾·考塔馬爾蒂 申請(qǐng)人:北方電訊有限公司