專利名稱：碼分多址蜂窩系統中小區內頻率間硬切換的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在碼分多址中的移動臺和基站之間進行硬切換的方法，尤其涉及一種根據基站的輸出信號強度和移動臺與基站之間的距離來進行硬切換而不附加其它設備的方法。
通常，當移動臺穿過當前與該移動臺保持聯系的基站的服務區邊界而進入另一個基站的服務區時，進行硬切換。這種越區切換可使移動臺在從一個基站的服務區移動到另一鄰接的基站的服務區的時得到連續的服務。越區切換通常分為兩種類型軟切換和硬切換。
由于CDMA系統的特性，使得可進行軟切換，軟切換可建立新信道而不必終止原信道。因此，在進行軟切換處理期間移動臺可與至少一個基站進行通信。另一方面，硬切換在建立新信道之前終止原信道，并且在進行硬切換時改變頻道、幀偏移或系統。
現參照
圖1來解釋越區切換。圖1中，基站BS1以兩個頻率F1和F2運行，而基站BS2僅以頻率F1運行。當采用F1的移動臺和采用F2的另一移動臺移到基站BS2的服務區時，分別在兩個移動臺中進行如下越區切換。
第一種情況是采用F1的移動臺從小區1移動到另一小區2。如果基站BS2的輸出信號強度大于預定的門限值(T_ADD)，則該移動臺向當前與該移動臺進行通信的基站BS1報告基站BS1和BS2的輸出信號強度。基站BS1向基站控制器(BSC)報告從該移動臺接收到的基站BS1和BS2的輸出信號強度，而BSC指令基站BS2指定一信道。響應于該指令，基站BS2指定信道，并將結果報告給BSC。當基站BS2已經完成信道指定時，BSC指令該移動臺將信道通過當前與該移動臺進行通信的基站BS1連接到基站BS2。該移動臺保持基站BS1的信道，同時將一新信道連接到基站BS2，從而保持了與兩個基站BS1和BS2的連接。如果移動臺靠近基站BS2，基站BS1的輸出信號強度將變弱。如果基站BS1的輸出信號強度小于預定門限值(T_ADD)，則移動臺MS1通過基站BS1和BS2將兩個基站BS1和BS2的輸出信號強度報告給BSC。
BSC指令基站BS1切斷與移動臺MS1的信道，通過基站BS2指令移動臺切斷與基站BS1的連接，而保持與基站BS2的連接。根據該指令，移動臺保持與基站BS2的連接而不保持與基站BS1的連接，從而完成從基站BS1到基站BS2的切換。
接下來的一種情況是采用頻率F2的移動臺從小區1移動到小區2。與采用頻率F1的移動臺不同，該移動臺不能識別相鄰的小區，因此不能報告基站BS2的輸出信號強度，這是因為基站BS2沒有頻率F2的輸出信號。此時不進行越區切換，并且移動臺移動到基站BS2，因此該移動臺脫離了基站BS1的服務區，從而基站BS1和基站BS2之間的信道斷開。
在某個基站中，采用與其相鄰基站的不同頻率替代同一頻率的小區結構是由用戶需求量決定的，而當某個小區中的用戶需求量大于相鄰個小區中的用戶需求量時，這將是非常有效和有用的。
在碼分多址(CDMA)系統中，如果移動臺進入僅以頻率F1運行的基站BS2，而同時該移動臺保持與以頻率F2運行的基站BS1的信道，則必須進行越區切換。有關的現有技術公開在美國專利第5,594,718和5,680,395號中，其名為用于處理基站之間產生的硬切換的方法和設備(method and apparatus forprocessing a hard handoff generating between base stations)，該現有技術的特征為表示基站的存在和標識的導頻信道(即頻率F2)設置在基站BS2上，而移動臺可參照從基站BS1移動到BS2時的導頻信道來報告基站輸出信號強度。BSC通過基站BS1從該移動臺接收有關基站BS1和BS2的輸出信號強度的消息，并命令該移動臺進行從基站BS1到BS2的頻率間硬切換，這是因為該BSC已經知道基站BS2的頻率F2僅為導頻信道。其結果是，基站BS1的頻率F2中的移動臺成功地切換到基站BS2的頻率F1而未中斷通信，另外，美國第5,594,718和5,680,395號這兩個專利方法的優點在于，僅采用導頻信道便可進行越區切換而不必在基站BS2上設置與頻率F2對應的多個信道。然而。該方法的問題是沒有如此多的頻率F1，必須按照導頻信道的附加而對應頻率F2設置RF(射頻)設備；并且，必須額外設置變頻器、濾波器、頻率組合器、放大器等。
本發明的目的在于提供一種根據基站輸出信號強度和基站與移動臺的距離來進行頻率間硬切換而不必增加另外的設備的方法。
根據本發明的優選實施例，頻率間硬切換方法包括如下步驟建立基站的新呼叫；確定當前的基站是否滿足進行頻率間硬切換的條件；如果在確定當前的基站是否滿足頻率間硬切換出現的條件的步驟中滿足所述條件，則確定當前使用的頻率是否滿足進行頻率間硬切換的條件；如果兩個確定步驟的條件有一個不滿足，則進行一般的越區切換和呼叫處理；如果兩個確定步驟的條件均滿足，則對輸出信號強度和距離設置門限值；指令移動臺定期地報告基站輸出信號強度；估計所述基站和移動臺之間的距離；檢查基站的輸出信號強度是否小于輸出信號強度的門限值；當在檢查步驟中發現基站輸出信號強度小于輸出信號強度的門限值時，則命令進行硬切換；當在檢查步驟中發現基站輸出信號強度小于輸出信號強度的門限值時，檢查基站與移動臺之間的距離是否大于距離的門限值；當在檢查步驟中發現基站與移動臺之間的距離大于距離的門限值時，命令進行硬切換；在硬切換命令之后，進行一般的越區切換，并以共頻處理呼叫；和當基站與移動臺之間的距離不大于距離的門限值時，返回到估計基站與移動臺之間的距離的步驟。
參照附圖對本發明優選實施例的詳細描述，本發明的上述目的、特征和優點將變得更加清楚，附圖中圖1表示在CDMA通信系統中移動臺從當前小區移動到相鄰小區；圖2表示根據本發明進行硬切換的流程圖；和圖3表示其中有出現頻率間硬切換的可能的小區的結構。
參照圖2和3，所有基站使用共頻F1，與此同時，基站BS0除了使用共頻F1外還另外使用另一頻率F2，這是因為用戶需求量太大。該另一頻率F2不在相鄰基站中使用，而是在基站BS0中使用。當移動臺以基站BS0的頻率F2進行呼叫時，該移動臺在由基站BS0使用的頻率F2的服務區中保持與基站BS0的穩定連接。如果移動臺移動到相鄰基站，則該移動臺與基站BS0的距離變大，并且由移動臺接收到的基站BS0的輸出信號強度變弱。基站指令移動臺定期地報告基站BS0的輸出信號強度，并且當由基站接收到的輸出信號強度小于預定門限值時，命令該移動臺進行到共頻F1的硬切換。一般來講，由移動臺接收到的基站BS0的頻率F2的輸出信號強度取決于距基站BS0的距離；該距離越長，則強度越弱。但是，基站周圍的環境，例如道路和建筑物將影響距離和所接收到的輸出信號強度的關系，并且與預期的有關距離和所接收到的輸出信號強度的關系有所不同。
下面描述兩種與預期結果不一樣的情況。第一種情況是，當移動臺處于道路中或開闊地面上而在到基站的直線上沒有障礙物存在，此時移動臺和基站之間的距離變長，而由移動臺接收到的基站的輸出信號強度卻沒有變壞。相反，當移動臺位于由該移動臺與基站之間的建筑物造成的陰影區中，則由該移動臺接收到的基站的輸出信號強度將明顯變劣，即使是距離較短也是如此。
在前述兩種情況的第二種情況中，當基站的輸出信號強度小于門限值時，進行從頻率F2到頻率F1的硬切換，并且該移動臺位于頻率F1的服務區中。在這種情況下，該硬切換行為不中斷該移動臺與基站BS0之間的通信。然而，在前述兩種情況的第一種情況中，當基站輸出信號強度小于門限值時，如果該移動臺進行從頻率F2到頻率F1的硬切換，則該移動臺可能位于頻率F1的服務區之外。其原因在于，盡管頻率F1和F2的輸出信號強度相同，但是不具有相鄰站的頻率F2的服務區遠大于具有相鄰站的頻率F1的服務區。
為了解決第一種情況中出現的問題，在確定是否進行頻率間硬切換時要同時考慮到基站的距離和基站的輸出信號強度。
圖2示出的是根據本發明優選實施例的頻率間硬切換的過程。當建立新呼叫時(S100)，BSC搜索所存儲的數據庫，并確定當前進行呼叫的基站是否滿足頻率間硬切換的條件(S110)。當基站滿足頻率間硬切換的條件時，BSC檢查當前的呼叫是否建立在頻率F2中(S130)。如果當前呼叫未建立在頻率F2中，則進行一般的越區切換和呼叫處理而不進行硬切換(S120)。如果當前呼叫是建立在頻率F2中，則設置有關基站的輸出信號強度的門限值和有關基站和移動臺之間的距離的門限值(S140)，并指令該移動臺定期地向該基站報告所接收到的基站的輸出信號強度(S150)。
基站監視所報告的輸出信號強度，并始終監視距離，當輸出信號強度小于所設置的輸出信號強度的門限值(S170)或當距離大于所設置的距離的門限值時(S180)，則基站命令移動臺進行到頻率F1的硬切換(S190)。在進行由基站命令的到頻率F1的硬切換之后，移動臺識別相鄰基站，這是因為相鄰基站采用頻率F1。在進行從一個基站到相鄰基站硬切換處理期間，移動臺保持與基站的連接而不中斷通信。
如上所述，當與具有共頻和非共頻的基站通過該非共頻連接的移動臺移動到不具有共頻的相鄰基站時，可進行硬切換而不必附加其它設備。
盡管以上參照附圖描述了本發明的示意性實施例，但應明白的是，本發明并不局限于上述具體實施例，本技術領域內的技術人員可在不背離本發明的范圍和精神的情況下進行各種其它修改和變型。所有這些修改均將包含在由所附權利要求所限定的范圍內。
權利要求
1．一種在碼分多址蜂窩系統進行小區內頻率間硬切換的方法，包括如下步驟建立基站的新呼叫；確定當前的基站是否滿足進行頻率間硬切換的條件；如果在確定當前的基站是否滿足頻率間硬切換出現的條件的所述步驟中滿足所述條件，則確定當前使用的頻率是否滿足進行頻率間硬切換的條件；如果所述兩個確定步驟的所述條件有一個不滿足，則進行一般的越區切換和呼叫處理；如果所述兩個確定步驟的所述條件均滿足，則對輸出信號強度和距離設置門限值；指令移動臺定期地報告所述基站輸出信號強度；估計所述基站和所述移動臺之間的距離；檢查所述基站的輸出信號強度是否小于所述輸出信號強度的門限值；當在所述檢查步驟中發現所述基站輸出信號強度小于所述輸出信號強度的門限值時，命令進行硬切換；當在所述檢查步驟中發現所述基站輸出信號強度小于所述輸出信號強度的門限值時，檢查所述基站與移動臺之間的距離是否大于所述距離的門限值；當在所述檢查步驟中發現所述基站與移動臺之間的距離大于所述距離的門限值時，命令進行硬切換；在所述硬切換命令之后，進行一般的越區切換，并以共頻處理所述呼叫；和當所述基站與移動臺之間的距離不大于所述距離的門限值時，返回到所述估計所述基站與移動臺之間的距離的步驟。
2．如權利要求1所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，在所述指令所述移動臺定期的報告的步驟中，所述基站連續地檢查所述基站輸出信號強度的變化。
3．如權利要求1所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中通過無線電波往返路程時延(round trip delay)來估計所述基站與移動臺之間的距離。
4．如權利要求1所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，所述小區內頻率間硬切換的執行是根據基站輸出信號強度和基站與移動臺之間的距離決定的。
5．如權利要求1所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，在所述基站輸出信號強度小于所述輸出信號強度的門限值的情況下，發出用于從非共頻硬切換到共頻的命令。
6．如權利要求5所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，在從所述非共頻硬切換到所述共頻的所述硬切換之后，所述移動臺位于所述共頻的服務區中。
7．如權利要求5或6所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，在進行頻率間硬切換的同時，所述移動臺連續地保持與所述基站的連接，并得到通信服務。
8．如權利要求1所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，只要建立所述呼叫，就啟動對數據庫的搜索。
9．如權利要求1所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，在所述基站與移動臺的所述距離大于所述距離的門限值的情況下，命令執行從非共頻到共頻F1的硬切換。
10．如權利要求9所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，如果從所述非共頻執行所述硬切換到共頻，則所述移動臺識別相鄰基站。
11．如權利要求9或10所述的小區內頻率間硬切換的方法，其中，在進行頻率間硬切換的同時，所述移動臺連續保持與所述基站的連接，并得到通信服務。
全文摘要
頻率間硬切換方法包括:建立基站的新呼叫;確定當前基站和當前頻率是否滿足頻率間硬切換的條件;條件不滿足時進行一般切換和呼叫處理;條件滿足時對輸出信號強度和距離設置門限值;指令移動臺定期報告基站輸出信號強度;估計基站和移動臺間距離;發現信號強度小于門限值時硬切換;小于輸出信號強度的門限值且該距離大于距離門限值時硬切換;硬切換后進行一般切換并以共頻處理呼叫;該距離不大于距離門限值時返回估計距離的步驟。
文檔編號H04W36/06GK1221304SQ9812605
公開日1999年6月30日 申請日期1998年12月23日 優先權日1997年12月26日
發明者金完洙 申請人:三星電子株式會社