TW405308B - Method and system for variable handoff hysteresis in radio communication system - Google Patents

Description

^ 射旧明π) 405308^ 【發明之背景】 4 本發明是關於無線電通作之方、，參β么 吕，是關於連線可以從一個^系統，更具體而 系統。 個頻道或基地台交遞至另—者 細胞式 跨出了驚人 且正快速的 個產業成長 要滿足這些 避免提高價 在細胞 一基地台的 系統通常是 另一基地台 常被稱為是 胞間」的交 從基地台的 頻道上，這 要平順 行動台決定 的新基地台 器需要知道 壞程度、或 度，或兩者 電話產業在 的一大步。 超過系統的 的效應很快 曰益增加的 格，則需要 式系統中， 覆蓋區域、 提供例如將 的處理能力 「細胞」， 遞。根據目 某一頻道移 種交遞則通 的完成交遞 是否有立即 (或頻道） 每一基地台 該行動台從 皆是。 美國及世界 在主要都會 容量。如果 就會衝擊到 容量需求， 具有創意的 當行動台改 而進入另一 行動台與前 。由於基地 因此這種交 前頻道的品 轉至同樣為 常被稱為是 ，控制基地 的交遞需要 。在進行後 針對該行動 每個基地台 各地的商業 區的成長遠 這種趨勢持 甚至是最小 並維持高品 解決之道。 變位置並且 基地台之覆 一基地台的 台所對應的 遞通常也被 質’也可能 該基地台所 「細胞内」 台的網路首 ’其次再決 面的決策時 台所能接收 所接收到的 運作上已經 超過預期並 續下去，這 的市場中。. 質的服務及 因此移出某 蓋區域時， 連線移轉至 覆盖區域通 稱為是「細 需要將連線 支援的另一 交遞。 先會為每一 定交遞發生 ，網路控制 到的信號好 信號好壞程

第4頁 五、發明說明（2)~ 4053^0~~---- r 多現有的無線電通信系統是根據分頻多址進接 么[1妗1的進接方法其中每一行動台會在它目前的基地 其獨特的？率進行傳輸。因此，行動台並不知 基地台其他頻率上的信號。在FDMA系統中，一 台配備可以用來掃描其他基地台頻率的額外接收 器過於昂貴。反之，通常是由基 1侵叹 尋正在接折Φ &—私Q備柃描接收器以搜 — 接近中的仃動口之信竣。網路隨即 基地台覆蓋區域之行動台交遞給對 將正在離開某 有最佳接收的基地台。 f该仃動台的信號回報 比較新的細胞式電話標準使用分味 其中每—對射頻鏈結（一條用於行動Γ =址進接rTDMA)， 路），-條則用於基地台至行動台基地台（上行線 時間週期（如20 ms)會被分割為數個;^線路））的固定 槽（如6. β ms )。因此，第一個行動厶二個），短的時 -個時槽傳送，第二個行動台則在每：在每一週期的第 傳送，依此類推。同樣的，基地台在第j期的第二個時槽 一行動台，在第二個時槽傳送給另—行個時槽傳送給某 藉由彌補從基地台到行動台（下行線路）σ丄依此類推。 台C上行線路）兩個通信方向的時槽配及行動〇到基地 在第-時槽傳輸的第-行動台在第二時t可以安排使t 槽傳輸的第二行動台在第三時槽接收；接收丄在第一叶 的第三行動台在則第一時槽接收。這種安在第三時槽傳輸 動台不需要同時傳送及接收，而可以降低2的好處在於行 在上述三個時槽的範例中，每一行動台t個時槽中

楚G苫 五、發明說明（3) ~~405308^ 的兩個會有效進行傳送或 置。因此’ TDMA的行動台 1自其他基地台的信號並且 與訊務（如語音）多工之 量值回報，網路就能夠知 台。網路可以使用該資訊 方法稱為行動台輔助交遞 動台信號強度時，這種方 (BAH0 )。提供MAH〇的系 且因為能同時考慮上行線 在BAH0情況下只能考慮上 且更可靠的交遞。 在另一種進接技術分 可以共享相同的頻帶、但 即使在CDMA系統中，仍可 頻道的信號強度。基地台 判斷在多重載波的CDMA中 _頻帶。 接收， 就可以 測量它 慢速數 道每個 進行交 (ΜΑΗ0 法則被 統也能 路及下 行線路 而在剩 利用這 們信號 據頻道 行動台 遞給最 )。當 稱為基 夠取得 行線路 強度， 餘的一 個閒置 的強度 將這些 可以接 佳的基 由基地 地台輔 基地台 信號強 因此能 個時槽中閒 時間接收來 。藉由使用 信號強度測 收的基地 地台，這種 台來掃描行 助交遞 的測量，並 度，而非如 實施更平順 碼多址進接（CDMA)中，行動台 透過獨特的展布碼來區分通信。 能測量特定基地台所對應之前導 及/或行動台可以使用該資訊以 ，何時需要交遞至另一碼、或另 如同前述’要判斷何時交遞所需的共同要素就是在基 地台、行動台、或兩者中所接收到的信號品質測量。另一 方面’細胞内交遞則是由諸如位元錯誤率（BER )指示的 目A連線品質不足所觸發。傳統上，進行交遞的決策是根 據考慮某固定滯後值之後的信號品質資訊所決定。信號品 貝可以表達為例如信號強度或BER。寂設行動台從相鄰細

五、發明說明（4) 405308 ~~- 胞基地台所接收到的信號強度超過它目前連結之基地台 信號強度加上固定滯後值，則會產生到鄰接細胞基地S 交遞。傳統上認為藉由提供滯後值，可以降低因為信號| 度波動所造成的交遞疏失，以避免在接近細胞邊界運作 行動台經驗到在基地台間的「乒乓」效應。 然而，申睛人發現在某些環境下提供固定的滞後是無 效的。更具體而s ，基地台會過濾回報的信號品質，以 在特定行動台之頻道正經歷特定的Γί (射頻）狀況時，更 確的決疋何時需要交遞。該過濾器可以起始為指定的固 值或使用諸如來自行動台的第一接收值。如果是使用來自 行動台的第一接收值作為起始過濾器的「最佳猜測」， I過濾器會更快的收敛至正確的值。然而，在收敛過程中， 信號品質的波動可能會導致不必要的交遞。 ’ 因此，必須發展更進步的技術來判斷何時交遞，以 有效率的利用系統資源、避免由上述「乒乓 應 的連線擺盪、並且處理在接收過濾器起始期間所^成的 必要交遞。 【發明之概要】 ； 根據本發明，用以判斷是否需要交遞之隨時間改變的 滯後等級，可以克服傳統交遞技術中的這些及其他問題、 缺點、和限制。更具體而言，相對於使用固定滯後在 線建立後，也就是剛完成交遞或呼叫建立後，立即被使^ 的滯後最初會被設定為較高的等級。接著，在預定的時 週期之後、或是當行動台在新建立的連線上收到預定數二

五:發明說明⑸ 405308 I的樣本後’滯後的值就可以被降低至穩定狀態 i的降低可以是階躍式或漸進式的。 I 如此，就可以避免可能在連線建立後不久 ;必要父遞，例如因為過濾器起始所造成的交遞 I 了以避免因為要解決過遽器起始問題，而使用 |要的高滞後等級’反而引起其他時間無法 丨代價。 【圖式之簡式】 ; 配合附圖及下面對本發明具體實施例之詳 發明之前述及其他目的、特色及優點可以更 的值。滯後I 所發生的不 ί 。其次’也丨 i 固定但不必 必要交遞的 細的說明， 為凸顯，圖 圖 圖 之流程 圖 查表。 【較佳 在 技術笨 解彳 然而， 及基本 τ ’已 —是細胞 二是可以 三是根據 圖；以及 四插示的 貫施例之 了列描述 是為說明 如，提供 綱熟於此 特性下可 知方法、 式無線電通信系統的一個範食 用來實施本發明之範例行動会 本發明之一實施例，用來決哀 是根據本發明，用來決定時變 詳細說明】 中特定細節諸如特定電路、 而非限制之用，以提供對本每 ί f於範例調變及傳輸技術备 、=之人士可瞭解本發明在习 =ς他特定形式予以實現。( 、及電路的細節描述則窄 的方塊圖； 交遞滯後值 滞後值之檢

電路元件、 明之透徹瞭 不同細節。 脫離其精神 其他情況 被省略，以

五、發明說明（6) 405308 ~, 免因不必要的細節而妨礙對本發明之描诚。 义举例而言，雖 然下列描述是以細胞間交遞的判定為描耷样 q细馬情境，但嫻孰於 此技藝之人士應瞭解本發明同樣可用於細胎 細胞内交遞的判 定。 在描述本發明之細節前，先舉如圖—所>___ ! 所撝不可以使用 本叙明之細胞式行動無線電系統之架構—你丨 一 m 囫一描不了 十個細胞C1至C10的架構圖。正常情況下，根據本發明之 系統及方法將實施於包含遠超過十個細胞之系統中。然 而’為了描述之便，圖一的系統被認為是一個較大系3中 所區隔出的一個區域。 ' 每一細胞C1至C10都有一個對應的基地台61至81〇。圖 一中的具體實施例顯示每一基地台大約位於各自細胞的中| ’並且具有全向輻射天線。嫻熟於此領域者應該瞭解基丨 地台可以位於細胞之其他區域且具有其他種類之天線，例I 如接近細胞邊緣並且具有定向分區天線。 圖一中還有十個行動台Ml到M10，可以在細胞内移 動、以及從一個細胞移動至另一個細胞。同樣的，根據本 發明之方法及系統可以在多於或少於十個行動台下實施。 圖一還有一個行動交換中心（MSC ) 。MSC是透過纜線 連結至所有的十個基地台（圖中未示）並且連結到固定公 眾交換網路（PSTN )或類似網路。MSC將呼叫在基地台間 繞送並且協調系統的活動。 細胞式系統會被指定可以運作的特定頻帶。該頻帶會 以頻道為單位配置給特定區域中的細胞。如前所討論，頻

第9頁 口、發明說明（7)405308 丨譜的有效率使用是最大化系統容量的重要考量。因此，並 不令人意外的是會有數種不同的方法論被用來配置頻道給 不同的細胞，以及，更具體的說，是在每一細胞内指定頻 道給新發生的連線。這些方法論中有些會配置固定的頻道 集合給每一個細胞，而有些則是根據訊務密度及/或干擾 情況動態的配置頻道。然而，在這些方法論中，糸統一般 都會在信號品質下降到不可接受的程度時提供改變頻返的 丨能力。 舉例而言’系統可能根據對應於行動台與目前為其服 丨務之基地台間連線的信號強度（以及其他可能的連線參數 )之定期測量判定需要進行交遞。這些測量通常會透過行

i動台傳送給基地台的頻道品質測量（CQM )定期回報給系 I 統。 在一個具體實施例中，交遞決策是根據使用諸如傳統 的行動輔助交遞（ΜΑΗ0 )功能，由行動台所測得及回報給 丨地面系統之服務（SSSERv )及目標（SSTARG)基地台的下 行線路信號強度所決定。使用MAH〇功能，行動台可以接受 丨系統命令去測量及回報對應於它所連線之基地台及一或多 個目標（也稱為「候選」）基地台所傳送之信號的信號強 度（以及其他可能）參數。 圖二描示的是一個可以進行MAH〇測量操作的行動台之 二體實細*例。該方塊圖已經經過簡化、只描示與下行線路 L號強度測量相關之元件，然而嫻熟於此領域者應該知道 有其他與行動台相關之主要功能方塊。在圖二中，進來的

第10頁 4Q5瓣 五、發明說明（8) 無線電信號由發射機/接收器TRX 1〇〇所接收。微處理機控 制器130會進行接收符號序列時間的同步。已接收信號的 強度是由信號強度測量部份1 2 0所測量，其值隨即被送給 微處理機控制器130。已接收信號的位元錯誤率（BER)也 I以被決定，成為類似方塊130所反映之接收信號的品質 扣不。該項接收信號的品質測量與決定何時需要進行细 二m相關。行動台也有輸入/輸出裝置，例如鍵盤 f不器135，以及麥克風和喇叭單元（圖中未 付-貝訊可以在行動台及基地台間交換。 便 5行= ίΜΑΗ〇命令中接收到-份頻道碼及/或頻率清單 I/頻率上"或多個測量間隔中循序調整到每個以 ；t v?/TDMA" ^ ^ ^ ^ ^ ^ Λ 才曰中梃供，亦即當該行動台沒有』罝吟 i之上進行傳送或接收時的時槽。所：務頻 量，它會將它們回報給系統，隨需的測 評估不同的目標基地台 二由系統使用交遞演算法 丨 SERV + Hyst(t) “但根據本發明之交遞 二楚描不本 其中 SStarg > SS -- J Μ 表不為. |

HySt(t)是隨時間變化的 強度以避免交遞的擺盈。/不值箄=入服務基地台之信號 標基地台的交遞。否 : ，成立時，則會進行對目 台或是維持目前 . ' 砰估任何其他的目標義祕 交遞演算法中也可以考慮；：因域者應該瞭觸 ㈡茉，如服務可用性、巨/

-- 五、發明說明（9) ' 微細胞偏好等。 如上所述，根棘士 2i 至少 測量 時間 量的 即透 被設 濾器 狀.態 滯後 因此 |假設 :一附 丨1 dB 束。 部份補償因為明之滞後值可以随時間改變，以 悉地台過濾過程運作所造成之信號強度 的不\ 。隨時間改變滯後值是根據目前連線持續的 及/’灯動台回報至系統關於其目前連線頻道品質測 報σ 而疋°更具體而言’在行動台建立連線，亦 過呼叫的建立或交遞之後，It時間變動的滞後值立即 定到相當高的第-等級（如2dB )。S第二時間、過· 係數被適當起始之後’時變滯後值將會被設定到穩定 、低於第一等級的第二等級（如1 dB )。該穩定狀態 等級會被維持到連線結束或交遞為止。 時變滞後y以透過階躍方式逼近穩定狀態，並且可以 而被視為疋對穩定狀態滯後的暫時性附加值。例如， 第一滯後值被設定為穩定狀態滯後值，如3 dB，具有 加值’如2 dB。則附加值可能在例如四秒内先降低至 ，再降為0 dB。滞後隨即會維持在3 dB，直到連線結 因此，根據本發明之交遞演算法可以應用於時變滞後 值上，如圖二的流程圖概要表示。在方塊2〇〇中首先會 判斷行動台（使用目前頻道）的連線時間是否已經夠久 (如四秒）’足夠讓基地台適當的起始過濾器。如果是的 話，則在步驟210中可以使用穩定狀態滯後等級進行交遞 判斷。否則，則在方塊220中計算滯後值，其中的計算可 能使用接收樣本的值及接收樣本的數目等不同方式1進行。 舉例而言，時變滯後可以根據從行動台所接^到^於

第12頁 —~~~~—1Q5108 五、發明說明（10) 匕目前頻道之CQM回報的數目進行判斷。這描述於圖四的 表中’其中列出的滯後值僅供範例之用。如圖中所示，當 接收到的CQM回報越多時，亦即當基地台的過濾器在起始 過程十匹配到的已接收信號樣本數目越多時，其值就越降 ，。在預定數目之N個CQM回報之後，時變滯後將會達到穩 ，狀態值’本例中為丨dB。嫻熟於本領域者應該瞭解該表 可以實k做為諸如記憶體中的檢查函數。 嫻熟於本領域者應 下改善交遞的判斷。例 k號品質回報（如信號 下’這些技術可以用來 本發明已經以特定 之人士可瞭解本發明在 他特定形式予以實現。 相關之說明而不是為限 申請專利範圍所界定， 在本案意思及等效範_ 圍内。 砰 該瞭解前述技術可以在不同的方式 如當基地台的過濾是根據第一接收 強度或BER)進行起始的任何情況 降低與起始相關的不確定性。 實施例加以描述。但嫻熟於此技藝 不脫離其精神及基本特性下可以: 因此，在此所揭示之實施例僅是為 制之用，本發明之範_目係由下面之 而非由前文之說明限制。是故，凡 内之改變應被視為涵蓋在本發明i

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Claims (1)

1. I六、申請專利範圍 〜 ί 1. 一種將服務基地台與遠端單元間的連繞 丨台的方法，包含下列步驟： 艰乂還至候選基地 測量對應於前述服務基地台與前述遠 連線的第一接收信號品質； 之前述 I I ，量對應於前述候選基地台與 連線的第二接收信號品質； 疋鳊早70間之可能 之第二接收信號品質與經過可變l 判定交遞是否適；々 間之前述連線持續時間：對：^ j:台與前述遠端單乂 根據前述判定步驟社#應之參數；以及 2. 根據申請專利範圍第了，選擇性地進行交遞。 接收信號品質是信說 之方去，其中前述第—及 其中前述第〜及第 其中前述參數是評 3. 根據申請專利範圍第 X。 — 接收信號品質是位元項之方法 4. 根據申請專利範圍第，率° 月1J述月日民務基地台與前迷』::★ …了 質測量回報數目。 單疋間之前述連線的頻道 5 ·根據申請專利範圍第ί 6. 根據申請專利範圍第 時間是從前次交遞開始方法，其中前述連線的持 7. 根據申請專利範圍苐〇 ’、'置。 服務基地台與前述遠，之方法，其中前述參數是 吾。 元間之前述連線的建立時間 項之方法，進一步包含下列步

   _405308_ 六、申請專利範圍 驟： 在表中查看前述的值。 :8.根據申請專利範圍第1項之方法，進一步包含下列步 驟： 在第一值及第二值間逐漸改變前述滯後值。 9.根據申請專利範圍第1項之方法，進一步包含下列步 驟： 在第一值及第二值間依照階躍函數改變前述滯後值。· i 10. —種無線電通信系統，由下列構件構成： 接收由行動台回報之信號品質測量的接收器：以及 I 根據第一信號品質測量與經過時變滯後改變之第二 信號品質測量的比較以判斷是否需要交遞的處理器， 其中前述時變滯後的值是根據前述行動台使用目前頻 | 道對前述系統的連線所對應之參數所決定。 丨11.根據申請專利範圍第10項之無線電通信系統，其中前 述信號品質回報中包含信號強度的測量值。 1 2,根據申請專利範圍第1 0項之無線電通信系統，其中前 述信號品質回報中包含位元錯誤率的測量值。 i i 13.根據申請專利範圍第10項之無線電通信系統，其中前 述時變滯後值是以前述系統接收到的測量值數目為索 | 引使用檢查表所決定。 14.根據申請專利範圍第10項之無線電通信系統，其中前 述參數是持續時間。 1 5,根據申請專利範圍第1 0項之無線電通信系統，其中前

   第15頁 I六、申請專利範圍 I 述參數是前述連線被評估之頻道品質測量值回報的數 目。 1 6.根據申請專利範圍第1 0項之無線電通信系統，其中前 ! I 述時變滯後值會在第一值及第二值間逐漸改變。 丨17.根據申請專利範圍第10項之無線電通信系統，其中前 述時變滯後值會在第一值及第二值間依照階躍函數逐 漸改變。 1 8. —種在無線電通信系統中判斷是否需要交遞的方法， 包含下列步驟： I ! 接收由行動台回報之信號品質測量值；以及 I 根據第一信號品質測量值與經過時變滯後改變之第 二信號品質測量值的比較以判斷是否需要交遞，其中 前述時變滯後的值是根據前述行動台使用目前頻道對 前述系統的連線所對應之參數所決定。 i 19.根據申請專利範圍第18項之方法，其中前述信號品質 回報中包含信號強度的測量值。 i 20.根據申請專利範圍第18項之方法，其中前述信號品質 回報中包含位元錯誤率的測量值。 2 1.根據申請專利範圍第1 8項之方法，其中前述時變滯後 I | 值是以前述系統接收到的頻道品質測量值數目為索引 使用檢查表所決定。 2 2.根據申請專利範圍第1 8項之方法，其中前述參數是持 續時間。 2 3.根據申請專利範圍第1 8項之方法，其中前述參數是前

   第16頁 --~~40530^- 六、申請專利範ί 述連線被評估之頻道品質測量值回報的數目。 2 4.根據申請專利範圍第1 8項之方法，其中前述時變滯後 值會在第一值及第二值間逐漸改變。 2 5.根據申請專利範圍第1 8項之方法，其中前述時變滯後 值會在第一值及第二值間依照階躍函數逐漸改變。

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