用于通信的方法和装置 本发明的技术领域：
本发明一般地涉及蜂窝无线电通信领域，特别地涉及用于确定在蜂窝无线电通信系统中的转移的方法和装置。
相关技术的叙述：
“无线电单元”是指预定用于无线电通信的所有的便携式和非便携式设备，如移动/蜂窝电话机，收发信机，寻呼机，用户电报，电子笔记本，具有集成无线电设备的膝上型装置，通信装置，计算机，路由器，定制的微片(microchip)或者使用无线电链路作为通信工具的任何其它电子设备。这些设备可用于任何类型的无线电通信系统，诸如蜂窝网络，卫星或者小的本地网。
蜂窝无线电通信系统通常用于对多个无线电单元或者用户提供话音和数据通信。
蜂窝无线电通信系统例如AMPS，NMT，D-AMPS，GSM，DECT和IS-95(CDMA)通常包括一个或者多个无线电单元，一个或者多个基站(例如基站收发信机)，一个或者多个基站控制器(BSC)和至少一个移动交换中心(MSC)。典型的蜂窝无线电通信系统可以包括数百个基站，数千个无线电单元和一个以上的移动交换中心。
该移动交换中心和与其相关的多个基站通常规定了该蜂窝无线电网络。
通常将覆盖一定地地理区域的蜂窝无线电网络分成网孔或者区域，即该地理区域的一部分。网孔通常包括一个基站和与该基站通信的无线电单元。与一个无线电单元通信的特定基站相关的网孔通常称为服务网孔。
每个网孔具有分配给它的一个或者多个话音/数据和/或者业务信道并且在一些情况下有一个或者多个专用的控制信道。将这些信道用于在该网孔内的该基站与无线电单元之间的通信。例如，GSM数字蜂窝无线电网络的典型网孔有一个数字控制信道和21个话音/数据或者业务信道。
注意，“信道”可以是指模拟系统例如AMPS和NMT中特定的载波频率，混合的TDMA/FDMA系统例如GSM中的特定的载波/时隙组合，和CDMA系统中的一个或者多个被分配的代码。
一个连接是经过确定的通信信道在两点之间的建立的通信路径。
由于无线电单元的移动性和在该通道上的无线电质量差，需要将在该服务网孔中的无线电单元与该基站之间的连接改变到邻近的网孔中的新的基站。将变换该连接例如从一个网孔到另一个网孔的呼叫的过程称为转移，即将在该服务网孔中的信道上的通信转换到邻近的网孔中的另一个信道。将正在进行转移到的特定的邻近网孔通常称为目标网孔。
现在进行转移的判定主要的是进行功率预算计算，选择具有最好的载波噪声比(C/N)的网孔(最好的功率预算)来服务该无线电单元。在许多情形下这个措施是不适当的。
由于在目前的移动网络中的高的干扰电平(C/I)，通信质量(例如误码率)不能仅仅由C/N估算。相反主要是根据C/N(功率分配)和BER测量的组合来进行转移判定。
对于网孔的功率预算可以从无线电单元中的接收信号强度和它的灵敏度或者在基站中的接收的信号强度以及在该基站中的接收机的灵敏度来确定。
美国专利5673307描述了用于在蜂窝移动系统中转移的一种方法、系统和装置。移动单元测量来自当前的基站和邻近的基站的BER和信号强度。如果来自邻近基站的测量信号强度高于来自当前基站的测量信号强度，则执行转移。如果不是这样的情况，则检查BER。如果BER超过一定的程度，选择低信号强度转移阈值，而如果BER低于所述程度则选择高信号强度转移阈值。如果来自邻近基站的测量信号强度高于该信号强度转移阈值，则执行转移。
欧洲专利申请EP0530165描述了在蜂窝移动无线电系统中用于呼叫建立和转移的一种方法，系统和装置。测量来自当前基站和邻近基站的信号强度。如果来自邻近基站的该信号强度高于来自当前基站的信号强度，则执行转移。检查BER并且如果存在任何比特差错，则递增计数器。如果该计数器已经达到一定的值且如果不超过一定的超时限制，则执行到相同的基站中的新的信道的转移。如果BER等于零，执行与来自不同的基站的信号强度的新的比较并且进行或者到一个新的基站或者到相同的基站中的新的信道的转移。
英国专利申请GB2297885描述了在蜂窝移动无线电系统用于信道估算的一种方法和装置。如果无线电频道的质量降低，则将在一定的期间中该信号强度的平均值和BER用于估算。如果估计该质量变劣，则产生信道改变请求。
正如从中看到的，在这些专利中公开的每个方法和装置与本发明的方法和装置有不同的类型和结构。
概要：
本发明解决了有关转移过程的问题。
当仅仅基于接收信号强度执行连接而不考虑该连接的通信质量时，出现了该问题。
根据前面的叙述，本发明的主要目的是提供用于确定转移的方法和装置，在此处通信质量对转移判定具有主要的影响。
本发明的另一个目的是提供在移动无线电环境中逐渐而灵活的转移性能的方法和装置。
在根据本发明的方法中计算用于服务的和邻近的网孔的功率预算。然后以由该网孔的通信质量确定的特定的质量调整值调整该邻近的网孔的功率预算。转移判定则是取决于该邻近网孔的该调整的功率预算值。
根据该方法的一个实施例，测量在该服务网孔和来自邻近网孔的信号强度。同时测量该服务网孔中的通信质量。计算功率预算和确定该网孔的多个等级值(ranking value)。使用通信质量调整值计算邻近的网孔的新的等级值。如果所述特定的邻近网孔的新的等级值超过该服务网孔中的等级值，则确定执行到特定的邻近的网孔的转移。
本发明方法的特征正如所附的权利要求1所记载的。
利用根据本发明方法的装置的特征正如所附的权利要求12所记载的。
本发明的优点是它可能处理一个连接的许多不同级别的不良的质量。
另一个优点是它使无线电单元与提供最好通信质量的基站而不仅仅提供最好的载波噪声比的基站接触，到可能改进连接的质量。
又另一个优点是可以减少转移的次数。
还有另一个优点是，通过早的转移，可支持具有好的通信质量的邻近的网孔而通过迟的转移不支持具有不良的通信质量的邻近的网孔。
附图的简要描述：
图1a是说明在转移之前蜂窝无线电通信系统中的情况。
图1b是说明在转移之后蜂窝无线电通信系统中的情况。
图2是说明在转移边界的功率预算特性。
图3a-b是说明根据本发明的方法的第一实施例的流程图。
图4a是说明在根据本发明的转移边界的第一特性。
图4b是说明在根据本发明的三个不同的转移边界的三个特性。
图5是说明根据本发明具有转移边界的图1b中的情况。
图6是说明通信系统的方框图。
图7是说明基站控制器的方框图。
实施例的详细描述：
本发明涉及在蜂窝无线电通信系统中确定转移的方法和装置。
图1a-b说明在相同的蜂窝无线电通信系统中通常的转移情况的例子。
在图1a中，表示在转移之前的情况，无线电单元100与第一基站101(也称为基站收发信机BTS)在第一网孔102中的第一连接C1通信。因此第一网孔102称为服务网孔102。第一和第二邻近的网孔103、104分别接近并且部分重叠服务网孔102设置。第一邻近的网孔103由第二基站105服务，而第二邻近的网孔104由第三基站107服务。无线电单元100在该服务网孔102中向着第一邻近的网孔103移动。基站101、105和107分别地连接到基站控制器BSC106，基站控制器BSC106控制诸如转移判定和功率控制的功能。BSC106可以连接到其它BSC和/或者MSC(移动交换中心或者移动业务交换中心)。当无线电单元100从服务网孔102移动到第一邻近的网孔103时，BSC106确定是否、如何和何时执行转移。第一邻近的网孔103也称为目标网孔。
在图1b中，表示在转移之后的情况，该转移已经执行并且无线电单元100这时经过第二连接C2与第二基站105通信。第一邻近的网孔103这时已经变成无线电单元100的服务网孔。
正如先前所描述，在执行确定何时转移的通常的解决方案是计算该网孔的功率预算(pbgt)。功率预算通常是以分贝(dB)给出的一个值。具有最好的功率预算(最高的功率预算值)的网孔被认为是最好的网孔，因此服务该网孔的基站应该与该无线电单元通信。两个网孔具有相等的功率预算的边界称为功率预算转移边界。服务网孔102和邻近的网孔103之间的功率预算转移边界108在图1b中以虚线示出。
一个网孔的功率预算可以通过计算在上行链路、下行链路或者在上行链路和下行链路二者的功率预算确定，这在本技术中是已知的。如果计算在一个网孔中的上行链路和下行链路二者的功率预算，通常是选择两个功率预算的最差的功率预算(最低的功率预算值)作为该网孔的功率预算。下行链路功率预算的一个例子是：pbgtdL＝RSS(RU)-sens(RU)[dB]，式中RSS(RU)是在该无线电单元中接收的信号强度，而sens(RU)是无线电单元的灵敏度。上行链路功率预算的一个例子是：pbgtuL＝RSS(BTS)-sens(BTS)[dB]，式中RSS(BTS)是在该基站的接收信号强度，而sens(BTS)是在该基站的接收器的灵敏度。在该基站的接收信号强度RSS(BTS)可以由该基站测量或者从该无线电单元中的接收信号强度RSS(RU)中估计。这个在本技术中是熟知的。
图2是说明在转移边界200的功率预算特性。X坐标代表服务网孔102和邻近的网孔103之间的功率预算差Δpbgt＝pbgtT-pbgts，式中pbgtT是邻近的网孔的功率预算，而pbgtS是服务网孔的功率预算。Y轴代表以对数刻度表示的BER(误码率)。当无线电单元100跨越功率预算转移边界并且该邻近的网孔得到比服务网孔更好的功率预算(Δpbgt＞0)时执行转移。为了避免位于所述网孔之间的无线电单元在两个网孔之间来回转移，使用例如3dB的转移余量。因此功率预算转移边界200的特性移动3dB到图2的右边。
在下面的本发明的叙述中，我们简单称之为网孔的功率预算，不考虑它是在上行链路、下行链路或者这些链路两者计算的。作为一个例子，服务网孔102的功率预算(pbgts)称为功率预算pbgts。这个功率预算可以是在下行链路(作为pbgtdL)、上行链路(作为pbgtuL)或者在这些链路两者计算的，因此如果pbgtuL＞pbgtdL，服务网孔的功率预算pbgts等于pbgtdL，或者如果pbgtuL＜pbgtdL，等于pbgtuL。同样应用于邻近的网孔的功率预算(pbgtNx)。
图3a-b说明在根据图1a-b的情况中执行的根据本发明的方法的第一实施例的流程图。
根据图3a中的步骤301，由无线电单元100测量在图1a的服务网孔102中的下行链路的接收信号强度(RSSS(RU))。作为一个选择在服务网孔102中的接收信号强度可以由图1a中的该基站101或者由无线电单元和该基站测量。
根据步骤302，在下行链路测量来自每个邻近的网孔的接收信号强度(RSSNx)。RSSNx中的x代表一个整数，例如表示用于第一邻近的网孔103的特定的邻近网孔RSSN1。无线电单元100测量来自图1a中的第一邻近的网孔103的接收信号强度(RSSN1(RU))，和来自图1a中的第二邻近的网孔104的接收信号强度(RSSN2(RU))。
根据步骤303，测量服务网孔102中的误码率(BERs)。无线电单元100测量下行链路的误码率(BERS(RU))而第一基站101测量上行链路的误码率(BERs(BTS))。
根据步骤304，产生上行链路(RxQualS(BTS)和下行链路(RxQualS(RU))的通信质量值(RxQualS)。无线电单元100通过变换在步骤303测量的BERS(RU)为0-7之间的对数值产生RxQualS(RU)值。第一基站101以同样的方式从在步骤303测量的BERS(BTS)产生RxQualS(BTS)。对于变换BER值为对数值是本技术中熟知的。
根据步骤305，所有的RSSSS(RU)，RSSNx(RU)，RxQualS(RU)和RxQualS(BTS)值是从无线电单元100和第一基站101发送到图1a中的该基站控制器(BSC)106。
根据步骤306，服务网孔102的功率预算(pbgts)是由BSC106计算。服务网孔102的功率预算是：pbgtS＝RSSS-sens。BSC106确定服务网孔的通信质量等级值(RANKS)，它等于服务网孔的功率预算值(RANKS＝pbgtS)。
根据步骤307，每个邻近的网孔的功率预算是在BSC106中计算的。邻近的网孔的功率预算是：pbgtNx＝RSSNx-sens。BSC106确定邻近的网孔的通信质量等级值(RANKNx)，这些邻近的网孔设置为RANKNx＝pbgtNx。在这个情况中有两个邻近的网孔，因此对于第一邻近的网孔103确定第一等级值RANKN1而对于第二邻近的网孔104确定第二等级值RANKN2。
根据步骤308，在BSC106中以dB计算每个邻近的网孔的通信质量调整值(RxQualX(Adj))。借助下列调整算法计算通信质量调整值：
RxQualX(Adj)＝Cf(RxQualS，RxQualNx)*f(t)-Cf(RxQuals，U)*(f(t)-1)。该调整算法通常可以描述为取决于涉及的网孔的电信质量和时间f(t)的第一函数的一个算法。
Cf(RxQualS，RxQualNx)是以dB为单位的第一补偿系数，是从规定的通信质量补偿表中获得的，见下面的表1。RXQUALNx R X Q U A Ls 01234567U 0 00-1-2-3-5-7-9-5 1 00-1-2-3-5-7-9-3 2 +100-1-2-3-7-9+2 3 +3+3+30-1-2-5-7+3 4 +6+5+4+10-1-2-5+4 5 +8+8+7+430-1-3+6 6 +13+13+11+7+4+30-2+9 7 +15+15+13+13+11+9+30+13表1.通信质量补偿表
Cf(RxQualS，U)是以dB为单位的第二补偿系数，也是从规定的通信质量补偿表1中获得的。
用于导出第一和第二补偿系数的RxQualS值是根据步骤304产生的最高的RxQualS(BTS)和RxQualS(RU)值。
用于导出第一补偿系数的RxQualNx值或者是已知的或者是未知的。如果特定的网孔是无线电单元的服务网孔，则RxQualNx值是已知的，这意味着根据步骤304产生特定的网孔的RxQualS(RU)值和RxQualS(BTS)值。最高的这两个RxQuals值存储在BSC106中的存储器中，以使它可用于作为邻近的网孔中的无线电单元的RxQualNx值。存储的RxQuals值仅仅存储一个预定的时间Tstored，在这个实施例中它是20秒。时间Tstored等于在下面结合第一函数f(t)描述的时间Tm。如果以BSC106中的存储器中没有存储该特定的网孔的旧的RxQuals值，则该RxQualNx是未知的(U)。
如果RxQualNx是已知的，表1中的RxQualNx列0-7与RxQuals值一起使用以便导出第一补偿系数，例如如果RxQuals＝4和RxQualNx＝1，根据表1第一补偿系数是+5dB。
如果RxQualNx是未知的，表1中的U列与RxQuals值一起使用以便导出第一补偿系数，例如如果RxQuals＝5和RxQualNx是未知的，根据表1第一补偿系数是+6Db(见列U)；表1中的U列总是用于导出第二补偿系数Cf(RxQuals，U)，例如如果RxQuals＝4，根据表1第二补偿系数是+4dB。
时间t[0→Tm]的第一函数f(t)在1开始并且在预定的时间Tm之后递减至0。作为一个例子第一函数可以是f(t)＝1-t/Tm。在这个实施例中时间Tm是20秒，但是可以设置为其它值，取决于无线电环境。
(f(t)-1)是第一函数减去1，它意味着它在0开始并且在预定的时间T之后递减至-1。
根据步骤309，在BSC106中借助于步骤308的相应的RxQualx(Adj)对于每个邻近的网孔计算新的(调整的)通信质量等级值(RANKNx(new))。新的等级值计算为：
RANKNx(new)＝RANKNx＋RxQualx(Adj)，式中RANKNx是在步骤307对于所讨论的邻近的网孔产生的RANKNx值，例如对于第一邻近的网孔103为RANKN1。
根据步骤310，步骤306的RANKs值和转移余量值(HM)的和与在步骤309对于每个邻近的网孔计算的新的等级值RANKNx(new)比较。这是由BSC106和在这个情况分别对于两个邻近的网孔103，104进行的。如果任何的RANKNx(new)值超过RANKs和HM的和，该方法继续步骤311。如果否，该方法继续步骤301。HM值加到RANKs以便避免位于两个网孔之间的转移边界的那些无线电单元在两个网孔之间来回地转移。HM值是以已知的方式确定的。在这个实施例中它设置为3dB。
根据步骤311，由BSC106选择具有最高的RANKNx(new)值的邻近的网孔(N网孔)作为目标网孔103。根据图1b的情况，选择第一邻近的网孔103作为目标网孔103。因此，在这个情况下，RANKN1(new)＞RANKN2(new)＞RANKS＋HM。
这意味着在表1中的-4的补偿系数延迟一个转移(减少RANKNx(new))，和表1中的+4的补偿系数提前一个转移(增加RANKNx(new))。
根据步骤312，BSC106确定转移是要执行到目标网孔103并且分别地命令无线电单元100和该基站101，105执行所述网孔之间的转移。该方法继续步骤301。
表1中的补偿系数是可用于根据本发明的方法的补偿系数组的一个例子。表1中的每个补偿系数的实际值由网络特性确定的。这些补偿系数对于一定的网孔可以是固定的，由无线电通信系统有规则地更新的或者在BSC中存储的许多补偿系数固定的组中选择的。
图4a说明根据本发明由该方法确定的第一转移边界401的特性。转移边界401的第一特性大约对应于通信质量补偿表1中的U列(未知的RxQualNx)。如果图1a中的服务网孔102的通信质量例如是5(相应于相当不良的通信质量)，即使Δpbgt是-3dB(或者更高)，无线电单元100将执行转移。这意味着无线电单元100进行转移，即使它是在服务网孔102内(根据图2所示的功率预算特性200，在Apbgt＝3时进行转移)。如果服务网孔102的电信质量例如是1(相应于非常好的电信质量)，如果Δpbgt是6dB(或者更低)，无线电单元执行转移。这意味着无线电单元100将延迟转移单元直到现在它是在附近的网孔103内根据图2所示的功率预算特性，在Δpbgt＝3时进行转移)。
图4b说明由根据本发明的方法分别地确定的三个不同转移边界401-403的特性。第一转移边界401的特性已经在上面结合图4a描述了。第二转移边界402的特性大约对应于通信质量补偿表1中的RxQualNx＝5列。RxQualNx的5对应于当预先服务无线电单元100提供差的通信质量时的一个附近的网孔。由于在附近的网孔中的已知的不良的质量，与第一转移边界401的特性相比，稍后执行转移(在更高的Δpbgt)。第三转移边界403的特性大约对应于通信质量补偿表1中的RxQualNx＝0列。RxQualNx的0对应于当预先服务无线电单元提供非常好的通信质量时的一个附近的网孔。由于在附近的网孔中的已知的好的通信-质量，与第一转移边界401的特性相比，较早地执行转移(在更低的Δpbgt)。正如在图4b看到的，可以由根据本发明的方法处理具有不同通信质量的许多不同的转移情形。
图5说明与在网孔之间分别具有两个基站101，105、分别具有两个相邻的网孔102，103并且功率预算转移边界108的图1b中的相同的情况。实线500说明使用根据本发明的方法计算的两个网孔之间的转移边界，它依据通信质量优化的。正如在该图中看到的，转移边界500与功率预算转移边界108有很多不同。
图6说明利用根据本发明的方法的通信系统600的方框图。通信系统600包括一个无线电单元601，一个基站602(也称为基站收发信机BTS)和连接到该基站602的一个基站控制器603。该基站控制器603连接到移动交换中心(MSC)604，移动交换中心(MSC)604连接到至少一个通信网络605，例如PSTN。无线电单元600和该基站602包括根据图3a中的步骤301-305用于测量BER和接收信号强度以及发送它们给该基站控制器603的已知电路。
图7说明该基站控制器603的方框图，包括执行公开的方法的装置和包括执行每个方法步骤的单元。这些单元可以利用硬件部件、通过适当的软件编程的计算机通过两者的任何组合或者以任何另一个方式执行每个方法步骤。
该基站控制器603包括一个计算单元701，一个质量补偿单元702，一个网孔选择单元703，一个转移执行单元704和一个存储器705。
计算单元701根据步骤306和307计算功率预算和根据步骤308及309计算新的等级值。连接到计算单元701的质量补偿单元702根据步骤306-307执行所有的网孔的分等级。连接到质量补偿单元702的网孔选择器703根据步骤310-311选择哪个网孔应该服务该无线电单元。连接到计算单元701和质量补偿单元702的存储单元705存储在时间Tstored期间的RxQuals值。连接到网孔选择单元703的转移执行单元704根据步骤312开始和控制转移到新的网孔。
如果在图1a中的服务网孔101中的无线电单元100的速度v是已知的，第一函数f(t)可以用第二函数f(t，v)代替。第二函数f(t，v)是时间t和速度v的函数。第二函数起始于1而递减到0，正如第一函数f(t)那样。当速度高时，第二函数f(t，v)比当速度低时更快的减小。