專利名稱：用于軟掛機的系統(tǒng)、方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及數(shù)字通訊領域，特別是涉及一個使用碼分多址(CDMA)的蜂窩或個人通訊系統(tǒng)(PCS)中的用于軟掛機的系統(tǒng)、方法及設備。雖然本發(fā)明有各種各樣的應用，但它特別適用于蜂窩無線電話及基站，下文將在這方面對該發(fā)明進行詳細的描述。
為了在蜂窩系統(tǒng)中使用CDMA，電訊工業(yè)聯(lián)盟已采納了一個臨時性標準IS-95-A(IS-95)。在該CDMA系統(tǒng)中，一個移動電臺與分布在某一地理范圍內(nèi)的任一個或多個基站進行通訊。每個基站連續(xù)地發(fā)送一種具有相同擴展碼但具有不同碼移相的導頻信道信號(pilot channel signal)。移相使導頻信號相互區(qū)別開，這同樣地也使基站相互區(qū)別開。在下文中，一個基站的導頻信號將被簡稱為導頻。移動電臺監(jiān)測該導頻信號，并測量接收到的該導頻信號的功率。
IS-95定義了用于移動電臺和基站之間通訊的一系列的狀態(tài)及信道。
例如，在業(yè)務狀態(tài)的移動電臺控制(Mobile Station Control on theTraffic State)中，基站通過前向通訊信道(Forward Traffic Channel)與移動電臺進行通訊，而移動電臺通過后向業(yè)務信道與基站進行通訊。在一次呼叫中，移動電臺必須連續(xù)地監(jiān)測并保持四組導頻信號，它們總起來被稱為導頻信號集合—即激活集合、侯選集合、相鄰集合及狀態(tài)保持集合。激活集合指與指定給移動電臺的前向通訊信道有關的導頻信號。侯選集合指目前不處于激活集合、但已被一個特定的移動電臺接收到的導頻信號；該導頻信號具有足夠的強度，用于指示相關的前向業(yè)務信道可被成功地解調(diào)。相鄰集合指既不處于激活集合也不處于侯選集合，但有可能侯選用于掛機的導頻信號。狀態(tài)保持集合指除了相鄰集合、侯選集合、以及激活集合中的導頻信號之外的，采用目前的使用CDMA頻率分配的現(xiàn)行系統(tǒng)中的所有可能的導頻信號。
移動電臺連續(xù)地搜索相鄰基站的一個導頻信道，以搜索一個比某一門限值足夠強的導頻信號。當移動電臺從一個基站覆蓋的地域移向另一個基站覆蓋的地域時，移動電臺把某些導頻信號從相鄰集合放到侯選集合，并通過從相鄰集合到侯選集合中的一條導頻信號強度測量報文，報告該基站或基站群?；靖鶕?jù)導頻信號強度測量報文確定一個激活集合，并通過一條掛機命令報文通知該新激活集合的移動電臺。當移動電臺與一個新的基站開始在新激活集合中通訊時，在與原先的基站中斷通訊之前，一次“軟掛機”發(fā)生了。
在移動電臺的空閑狀態(tài)(Mobile Station Idle State)中，移動電臺監(jiān)測一個尋呼信道。該尋呼信道從激活集合的一單個基站中被發(fā)送以進行信息及尋呼的控制。而且，該移動電臺連續(xù)地搜索相鄰基站的導頻信道，以搜索一個比當前被監(jiān)測基站的導頻信號足夠強的導頻信號。當一個導頻信號的強度被發(fā)現(xiàn)足夠強后，向具有該較強導頻信號的鄰近基站的“空閑掛機”(idle handoff)將會發(fā)生，于是移動電臺將從該基站中監(jiān)測尋呼信通。
在一個系統(tǒng)的接入狀態(tài)中(System Access State)，移動電臺連續(xù)地從尋呼信道上接收到控制信息，并且也通過接入信道(AccessChannel)向被監(jiān)測的基站發(fā)送諸如呼叫開始，尋呼響應以及注冊等簡短的信令報文。當在系統(tǒng)接入狀態(tài)中，移動電臺連續(xù)其導頻信號的搜索并更新其相鄰集合；但依據(jù)IS-95的第6.6.3.1.3節(jié)的規(guī)定，并且與業(yè)務狀態(tài)的移動電臺的控制及移動電臺的空閑狀態(tài)相反，該移動電臺并不被允許掛機到另一個基站。
無論何時，當移動電臺在系統(tǒng)接入狀態(tài)中發(fā)射一條報文，它必須對其正在監(jiān)測的單個基站進行一次“接入嘗試”(access attempt)。一次接入嘗試是這樣一個過程，重復地發(fā)送報文直至從該基站收到該報文的收到通知為止。接入嘗試中的每一次發(fā)送被稱為一次“接入探測”(accessprobe)，它由一條接入信道序言和一條接入信道報文組成。一條接入信道報文的內(nèi)容取決于信令報文的類型。根據(jù)IS-95的第6.6.3.1.1.1節(jié)的規(guī)定，相同的報文在每次的接入探測中被發(fā)送。
無論何時，當移動電臺在系統(tǒng)接入狀態(tài)中發(fā)起一次呼叫或?qū)σ淮螌ず暨M行響應時，以及在業(yè)務狀態(tài)的移動電臺控制中建立該呼叫時，IS-95規(guī)定了一種特定的協(xié)議。我們僅在這里論述該協(xié)議的一部分。
移動電臺首先通過接入信道發(fā)送一條初始化報文。當基站成功地收到該初始化信息后，基站通過尋呼信道發(fā)送一條信道分配報文。該信道分配報文規(guī)定了被監(jiān)測基站的一個通訊編碼信道以便被移動電臺解調(diào)。移動電臺調(diào)諧到規(guī)定的業(yè)務編碼信道，并接收到前向通訊信道?；驹诤笙驑I(yè)務信道上捕獲到該移動電臺。移動電臺通過后向通訊信道，發(fā)送指示當前侯選集合的導頻信號強度的測量報文。基站通過前向通訊信道向規(guī)定激活集合的移動電臺發(fā)送擴展掛機命令報文。當擴展掛機命令報文指定了該單個被監(jiān)測的基站及其它的基站群時，對不同的基站進行了一次軟掛機，而且呼叫從激活集合的導頻信號代表的基站的業(yè)務編碼信道上被解調(diào)出來。
已使用該協(xié)議觀察了丟棄呼叫以及品質(zhì)不良呼叫的接收。丟棄呼叫以及品質(zhì)不良呼叫由移動電臺在進行軟掛機之前，僅與一座基站通過業(yè)務信道進行通訊所引起。
作為該問題的一個所謂的糾正方法，對IS-95的推薦修訂將更快地使移動電臺進行軟掛機。它是通過報告導頻信號的強度并且規(guī)定接入信道的侯選集合中的幾個成員，而不是一味地等待直至該業(yè)務信道被捕捉到。也就是說，移動電臺將測量導頻信號的強度，并將適合于軟掛機的基站的標識添加到初始接入信道報文。基站將在信道分配報文中包括激活集合。因而，移動電臺將在捕獲到業(yè)務信道之前獲知其激活集合，并能從多個基站而不是一個基站中立即捕獲到該通訊信道。
當需要多個接入探測才能進行一次成功的接入嘗試時以及條件發(fā)生變化時，該推薦解決方案存在一個問題。兩次相繼的接入探測之間的時間間隔為幾百毫秒量級。在此段時間間隔內(nèi)導頻信號的強度可能發(fā)生了變化。但是，由于在每次接入探測中發(fā)送相同的報文，所以由移動電臺在初始接入探測中報告的同一個導頻信號的強度測量，也在相繼的接入探測中被報告。由于基站在相繼的接入探測中收到過時的導頻信號強度測量信息，所以它可能不確定激活集合中的用于軟掛機的最好的基站。因而，不良呼叫品質(zhì)或丟棄呼叫接著就發(fā)生了。
因而需要用于軟掛機的系統(tǒng)、方法及設備的存在，軟掛機向基站提供關于導頻信號強度的現(xiàn)行報文。


圖1為一個無線通訊系統(tǒng)的電方框圖，它包括一部無線電話的方框圖。
圖2為一種方法的示意流程圖，它用以報告圖1所示的無線電話使用的導頻信號強度。
圖3為指定適合于掛機的基站方法的示意流程圖。
此處描述的系統(tǒng)、方法及設備通過向一個基站提供導頻信號強度的現(xiàn)行信息進行軟掛機。根據(jù)本發(fā)明，一移動電臺在系統(tǒng)接入狀態(tài)時連續(xù)地測量導頻信號的強度，并在每次的接入探測中向該基站提供現(xiàn)行的被測導頻信號的強度。該基站接收到關于導頻信號強度的現(xiàn)行報文，同時該系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)行的被測導頻信號的強度，指定用于軟掛機的基站。
與常規(guī)的系統(tǒng)、方法及設備相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于減少了丟棄呼叫的次數(shù)，并且提高了呼叫質(zhì)量。本發(fā)明的其它優(yōu)點及新特征將在下面的描述中部分地顯示出來，在此描述中該發(fā)明的具體實施方案被給出并加以描述。而且根據(jù)對下面詳細描述的驗證，該發(fā)明的其它優(yōu)點及新特征對于那些精通技術的人來說部分上是顯而易見的，或者可通過對該發(fā)明的具體實施進行了解。
現(xiàn)在將給出本發(fā)明配置的一個具體實施方案的詳細說明書。
圖1為一個無線通訊系統(tǒng)的電方框圖，它包括一個無線通訊設備即一部無線電話100的方框圖。該圖尤其說明了一副天線101，它用于從多個基站102(只給出一個)接收信號，并發(fā)射由無線電話100發(fā)出的信號。一個模擬前端103處理接收到的信號，并將它們提供給一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)105。該數(shù)字化的接收信號被提供給一個掃視接收機，它由多個指狀接收機107及至少一個并列連接的搜索接收機109組成。指狀接收機及搜索接收機的操作部分地由一套邏輯控制電路113控制。指狀接收機及搜索接收機的輸出提供給該邏輯控制電路113以便進一步地處理。
邏輯控制電路113能存儲數(shù)據(jù)和軟件程序，軟件程序用以指定根據(jù)本發(fā)明的方法編寫的可執(zhí)行指令，以及存儲激活集合、相鄰集合以及侯選集合的一個記錄。邏輯控制電路113將數(shù)據(jù)提供給發(fā)射電路通路115，發(fā)射電路通路115處理該數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)提供給數(shù)/模電路(DAC)117。DAC117的模擬輸出信號被提供給模擬前端103，并通過天線101發(fā)射給基站102。Qualcomm公司的移動電臺調(diào)制解調(diào)器是該搜索接收機及發(fā)射電路通路115的一個例子。
雖然邏輯控制電路113被顯示為與接收機分離開的一個單元，但是任一普通的技術人員將意識到該邏輯控制電路的一部分可嵌入到搜索接收機或無線電話的其它單元中。
對于每一個尋呼/接入信道、通訊信道、同步信道、及導頻信道(一個接收通路對同步信道和導頻信道來說不是必要的情況除外)而言，基站102的每一個電臺具有同無線電話100相似的結(jié)構，并且也可能為了多樣性接收的原因擁有多個接收通路及天線。
一個普通的精通技術的人員將意識到，該通訊系統(tǒng)需要其它沒有畫出的用于交換、呼叫路由及其它功能的基礎通訊設備。
如上面構造和描述的無線通訊設備的操作及使用方法，現(xiàn)在將參照圖2進行描述。圖2為報告導頻信號強度的方法200的示意流程圖。
在系統(tǒng)接入狀態(tài)中，搜索接收機109一開始就測量相鄰導頻信號的導頻信號強度。(步驟205)。邏輯控制電路113產(chǎn)生一條接入信道報文，它包括一開始就測量的導頻信號強度。步驟210)。當模擬前端103進行其第一次的接入探測時，它將接入信道報文與一開始就測量的導頻信號強度一起發(fā)射。(步驟215)。
導頻信號強度測量步驟(步驟220)產(chǎn)生一條接入信道報文，該報文包括最近一次被測的導頻信號強度(步驟210)，并在以后相繼的接入探測中重復發(fā)射該接入信道報文，直至無線電話在第一次的預定時間間隔內(nèi)，(步驟225)，或最大次數(shù)的接入探測被發(fā)射后(步驟230)從基站收到一條該接入信道報文收到認可后為止。
在相繼的接入探測中報告現(xiàn)行的被測導頻信號強度，是本發(fā)明的一重大特點。因為該系統(tǒng)將擁有關于導頻信號強度測量的現(xiàn)行報文，以用于確定進行軟掛機的基站。
參照圖2，邏輯控制電路113在第一次的預定時間間隔內(nèi)確定接入信道認可是否被收到。(步驟225)。當它被收到后，該方法終止。(步驟240)。當它還沒有被收到時，邏輯控制電路113確定一個預定的最大次數(shù)的接入信道報文的發(fā)射是否被執(zhí)行完畢。(步驟230)。如果執(zhí)行完畢，該方法終止(步驟240)。如果沒有執(zhí)行完畢，邏輯控制電路113在產(chǎn)生下一個包括最近一次被測的導頻信號強度的接入信道報文之前(步驟210)，等待再一次的預定時間間隔。(步驟235)。
如上面構造及描述的基礎通訊設施的操作及使用方法，現(xiàn)在將參照圖3進行描述。圖3為確定適合于掛機的基站的方法300的示意流程圖。
現(xiàn)在參照圖3及基礎通訊設施和基站的構造，模擬前端最終會成功地接收到諸接入探測中的第一個接入探測，以及這樣的將被稱為第一條接入信道報文的接入信道報文。(步驟305)。該基礎通訊設施，通過按照第一組被測導頻信號的強度產(chǎn)生第一個激活集合，開始分配激活集合信道；并且開始安排處理呼叫的資源(步驟310)?；?02發(fā)送接入信道報文的收到認可及一條指定第一個激活集合(步驟315)的信道分配報文。
在某些情況下，例如當尋呼信道上有前向連接錯誤時，無線電話100在它接收到接入信道報文的收到認可之前可能發(fā)送另一次的接入探測。相應地，基站102將收到被稱為第二條接入信道報文的另外一條接入信道報文。(步驟320)。第二條接入信道報文指定了比第一次接入信道報文中的那些被測導頻信號強度更現(xiàn)行的導頻信號強度測量。該基礎通訊設施根據(jù)更現(xiàn)行的測量，決定它是否需要指定一個新的激活集合，該新激活集合不同于第一個激活集合。例如，該基礎通訊設施根據(jù)第二組被測量的導頻信號強度產(chǎn)生第二個激活集合，比較第一個與第二個激活集合，(步驟325)，并且確定第一個激活集合與第二個激活集合是否不同，(步驟330)。例如當?shù)谝粋€激活集合與第二個激活集合在其相應的導頻信號組中指定了一個或可能多個不同的導頻信號時，第一個激活集合與第二個激活集合是不同的。
當不需要不同的激活集合時，該方法結(jié)束了。(步驟345)。當需要不同的激活集合時，該基站等待，直至電話用戶單元在后向業(yè)務信道上被捕捉到為止。(步驟335)。通過根據(jù)第二組導頻信號的測量強度產(chǎn)生第二個激活集合，基礎通訊設施分配激活集合的信道，并且開始安排處理呼叫的資源。(步驟340)。雖然步驟340示于步驟335之后，可能當不同的激活集合一被確定分配就開始進行了。
此外，基站102通過前向業(yè)務信道發(fā)送一條擴展的掛機報文，它指明了第二個激活集合。(步驟340)。移動電臺于是能夠向第二個激活集合的導頻信號進行軟掛機。
總之，根據(jù)本發(fā)明配置的一套具體實施方案，通過在每次接入探測中向基站提供關于導頻信號強度的現(xiàn)行報文，以及向該無線通訊設備發(fā)射一個從目前的導頻信號強度中派生出的激活集合，提供使用CDMA的無線通訊系統(tǒng)中的軟掛機。
權利要求
1.一種掛機方法的步驟包括a)測量每個相鄰導頻信號的一個導頻信號強度；b)產(chǎn)生一條接入信道報文，它包括至少一個被測導頻信號強度；c)傳送該接入信道報文；d)重復步驟a)到步驟c)，直至接入信道報文的收到認可被接收到為止；而且e)根據(jù)至少一個被測導頻信號強度，接收一個確定的激活集合。
2.權利要求1中的方法的步驟更進一步地包括每次執(zhí)行完步驟c)之后，確定接入信道的收到認可是否在第一個預定時間間隔內(nèi)被接收到；當接入信道報文的收到認可在第一個預定時間間隔內(nèi)沒有被收到時，確定是否執(zhí)行完了預定最大次數(shù)的接入信道報文傳送；而且當接入信道報文的預訂最大次數(shù)傳送沒有被執(zhí)行完畢時，在執(zhí)行步驟b)之前，等待第二次的預定時間間隔。
3.應用于無線通訊系統(tǒng)的一套無線通訊設備。該無線通訊系統(tǒng)包括一個基站，它用以傳送一條接入信道報文的收到認可和傳送一個激活集合。該無線通訊設備包括一個搜索接收機，用于測量每個相鄰導頻信號的一個導頻信號強度；一個邏輯控制電路，用于產(chǎn)生接入信道報文，它包括至少一個被測導頻信號強度；以及一個模擬前端，用于發(fā)射接入信道報文；其中每個相鄰導頻信號的導頻信號強度的測量，產(chǎn)生一個接入信道報文，它包括至少一個被測導頻信號強度；重復發(fā)射接入信道報文直至邏輯控制電路接收到接入信道的報文收到認可為止；模擬前端根據(jù)至少一個被測導頻信號強度，進一步地接收確定的激活集合。
4.權利要求3的無線通訊設備其中邏輯控制電路，在接入信道報文發(fā)送后的第一個預定時間間隔內(nèi)，進一步地確定是否接收到接入信道報文的收到認可；在第一個預定時間間隔內(nèi)，當接入信道報文的收到認可沒有被收到時，確定接入信道報文的最大預定傳送次數(shù)是否執(zhí)行完畢；當接入信道報文的最大預定傳送次數(shù)沒有被執(zhí)行完畢時，在接入信道報文產(chǎn)生之前，等待第二次的預定時間間隔。
5.一種掛機方法，其步驟包括接收第一條接入信道報文，它包括第一組被測導頻信號強度；根據(jù)第一組被測導頻信號強度產(chǎn)生第一組激活集合；接收第二條接入信道報文，它包括第二組被測導頻信號強度；根據(jù)第二組被測導頻信號強度產(chǎn)生第二組激活集合；確定第一組激活集合與第二組激活集合是否不同；而且當?shù)谝唤M激活集合與第二組激活集合不同時發(fā)送第二組激活集合。
6.一種應用于無線通訊系統(tǒng)的基站。該無線通訊系統(tǒng)包括一套無線通訊設備，它用以重復發(fā)送包括被測導頻信號強度在內(nèi)的一條接入信道報文?；景ㄒ粋€模擬前端，用于接收第一條接入信道報文，它包括第一組被測導頻信號強度；并且接收第二條接入信道報文，它包括第二組被測導頻信號強度；一套邏輯控制電路，根據(jù)第一組被測導頻信號強度產(chǎn)生第一組激活集合，以及根據(jù)第二組信號被測導頻信號強度產(chǎn)生第二組激活集合，并且確定第一組激活集合與第二組激活集合是否不同；當?shù)谝唤M激活集合與第二組激活集合不同時，模擬前端傳送第二組激活集合。
7.一個無線通訊系統(tǒng)中的掛機方法的步驟包括測量每個相鄰的導頻信號的一個導頻信號強度；產(chǎn)生第一條接入信道報文，它包括至少一個被測導頻信號強度；傳送第一條接入信道報文；接收第一條接入信道報文；傳送第一條接入信道報文的收到認可；根據(jù)至少一個被測導頻信號強度產(chǎn)生第一組激活集合；傳送第一組激活集合；再一次測量相鄰的導頻信號的導頻信號強度；產(chǎn)生第二條接入信道報文，它包括至少一個再次被測的導頻信號強度；傳送第二條接入信道報文；接收第二條接入信道報文；根據(jù)至少一個再次被測的導頻信號強度產(chǎn)生第二組激活集合；確定第一組激活集合與第二組激活集合是否不同；而且當?shù)谝唤M激活集合與第二組激活集合不同時，傳送第二組激活集合。
全文摘要
一套無線通訊設備(100)在系統(tǒng)接入狀態(tài)中(220)連續(xù)地測量導頻信號的強度,并在每次接入探測中(210)將現(xiàn)行被測的導頻信號強度中的至少一個導頻信號強度提供給基站。一個基站(102)接收到關于導頻信號強度(305;320)的現(xiàn)行報文,而且該系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)行的被測導頻信號強度(315;340)指定用于軟掛機的基站。
文檔編號H04W36/18GK1179682SQ9712041
公開日1998年4月22日 申請日期1997年10月9日 優(yōu)先權日1996年10月11日
發(fā)明者威廉姆·D·維利 申請人:摩托羅拉公司