基于信道质量的越局切换方法 本发明涉及移动蜂窝网络，尤其涉及一种基于信道质量测量的交接方案。
移动蜂窝网络是一种无线电系统，它在大范围地域内为移动终端提供无线通信。蜂窝网络通常包括多个基站，这些基站以一种系统模式分布在某一地域的整个范围内来定义一种半径在2～20公里之间的多个相邻的网孔。
一般来说，一特定网孔中的移动终端是通过由该网孔中的基站所提供的无线电信道进行通信的。当一个移动终端在一个网络的相邻网孔之间移动时，必须执行交接，从而该移动终端终止与一个网孔的基站的通信，并开始与另一网孔的基站通信。
实现蜂窝网络中越局切换的技术已为人们知晓。一种公用技术涉及到声音信号强度的连续测量。通常，在一个特定的蜂窝网中移动通信的RF(射频)信号强度是由一种系统控制器监控地。当一种特定的移动通信的RF信号强度下降到一个可接受的电平以下时，该系统控制器将起动从一个基站到另一基站的交接。这样的越局切换方法在有限噪音的蜂窝系统中是有效的。但是，在噪音普遍存在的有限干扰系统中，所接收的信号强度的测量可能受到来自邻近信道或同信道无线电信号的干扰而失真。因此，提供一种不受噪音和/或信道干扰影响的交接程序是有益的。
本发明涉及一种方法，通过此方法，移动蜂窝无线传输将根据信道质量的测量从一个网孔移交给另一网孔。在本发明的一个实施例中，该方法应用在一种高级移动电话业务(AMPS)中，并涉及对一种所接收的监视(管理)音频单音(SAT)信号进行监控，该SAT信号叠加在基站和移动终端之间传输的话音信号上。SAT信号是通过与蜂窝网的每一个网孔中的基站相联的基带信号处理单元产生的，并由该移动式终端转发。基带处理单元的一个例子公开在共同转让的美国专利号No.5001742中，该专利公开出版物在这里用作参考。
关于AMPS业务方面，在前向移动无线电传输期间，与移动终端通信的基站连续不断地测量所接收的基带SAT信号的信号功率和噪音功率，并计算它们之间的比率。如果该基站确定了SAT信号功率对SAT噪音功率的比率低于根据信道质量的最低电平所建立的指定的阈值，则起动一个定位请求，使每一个相邻基站测量相对于该移动终端的SAT信—噪功率比。
具有最大的SAT信—噪功率比的网孔被选择作为用来支持前向无线电传输的目标网孔。一旦该目标网孔被选取，下一步就是选取最佳空闲无线电信道或频率以接收越区切换时的前向通信。这样，该目标网孔中每个空闲信道的SAT噪音功率就被测量，并且具有最大SAT噪音功率的空闲信道被选择以便接收该移动终端的前向无线电传输。
在本发明的另一实施例中，信道分配方法是根据时分多址联接(TDMA)系统并包括计算在一个同步字间隔期间、在一个移动终端和一个基站之间前向数字传输的原始数据信/噪功率比和确定这一比率是否小于一个预定阈值的步骤。如果该比率低于某一容许电平，则发出一个定位请求，使相邻于与该移动终端通信的基站的每个基站确定该移动终端的原始数据信/噪功率比。具有最大的所确定的原始数据信/噪功率比的邻近网孔被选取作为目标网孔以便在越局切换时支持正在行进的无线电传输。然后，在具有最大原始数据噪音功率的目标网孔内的空闲信道被选中用以接收该无线电传输。
从以下带有附图的优先实施例的详细说明中，本发明的方法的进一步特性对于熟悉本发明的技术人员将会更加显而易见。
为了更好地理解怎样实施本发明的方法，这些优先实施例将详细地参考附图进行说明，其中：
图1是一个蜂窝网的概略说明，该网络是由多个相邻网孔组成，每个网孔具有一个基站；
图2是一个在图1的蜂窝网中的网孔地点的概略说明；
图3是一个说明本发明的AMPS(FM)无线电系统越局切换的方法的步骤的流程图；以及
图4是一个说明本发明的TDMA系统的越局切换方法的步骤的流程图。
现在来参考这些附图，图中相同的参考数码表示本发明的类似元件，图1中说明的蜂窝网10是由多个相邻的网孔组成，这些相邻网孔包括网孔C1～C7，蜂窝网10中的每个网孔具有定位于其中的一个基站。这些基站称做B1～B7，并如图2所示，每个基站定位在具有一个与网孔位置相联的基带信号处理单元的网孔位置中。
根据本发明，对于AMPS业务来说，配置了基带信号处理单元12用以监控叠加在蜂窝网中移动的移动终端发出的话音信号上的监视音频单音(SAT)信号。更具体地说，这些基带信号处理单元测量前向移动无线电传输的SAT信号功率(SATSP)和SAT噪音功率(SATNP)并利用这些测量结果作为基础与移动交换中心14一起执行越局切换。
再参考图1，移动终端M1在网点C1中移动并与基站B1通信。根据本发明，移动终端M1的前向无线电传输具有一个叠加于其上的SAT信号，该信号是由与基站B1相联的基带处理单元产生的并由该移动终端转发。参考图3，在该无线传输期间，基站B1连续测量所接收的基带SAT信号的SATSP和SATNP值并估算它们之间的比率(SINAD或信号对噪声和失真的比率)。如果SINAD比率低于一个预定的阈值，则从基站B1向每个与它相邻的基站(即基站B1～B7)广播一个定位命令，使与这些基站中的每个基站相连的基带处理单元确定移动终端M1相对于它们的网孔的SINAD比率。计算出移动终端M1最大SINAD比率的基站，例如网孔C2被选中作为目标网孔，该网孔将在越局切换时支持移动终端M1的前向无线传输。这种确定与所接收的无线电信号强度不同，它是基于所接收的基带信号的质量(即噪音、失真和/或干扰)的。此外，因为在SAT信号功率电平上，SATSP基本恒定，则SINAD比率将随SATNP的变化或起伏而变化。因此，一个高的SINAD比率将表示一个低的SATNP，从而表示一个清晰的、无噪音无线电传输。相反，一个低的SINAD比率，将表示一个高的SATNP，从而表示一个失真的有噪音的无线电传输。
一旦根据信道质量选出了该目标网孔，就在这个网孔中选择一个空闲信道以便接收该移动终端(此处使用的术语“空闲信道”可等同于“空闲无线电”或“空闲频率”术语互换)的无线电传输。这种选择是通过确定目标网孔中的哪一个空闲信道具有最大的SATNP值来进行的。该信道具有的干扰最小并不大可能进行另一移动终端的前向无线电传输。相反，因为基带信号的失真将由一个强载波信号来抑制，因而在该目标网孔中的一个特定信道上的低SAT噪音功率将表示一个强载波信号的存在，因而表示另一移动终端的一个正在进行的无线电传输的存在。
一旦在该目标网孔选择了所希望的空闲信道，与该移动终端通信的基带处理单元将通知移动交换中心14从网孔C1的基站将移动终端M1的传输越局切换到网孔C2的基站。这时，移动终端M1将结束与基站B1的通信并开始与基站B2通信。这种基于质量的信道选择方法将用来改善话音质量和减少损失呼叫数目。基带信号的基于信道质量的测量也可以用来判断和监视蜂窝网中的硬件损坏，用来监视统特性并对该系统进行重新设计。
虽然本发明的方法已就AMPS(FM)系统而言在上面作了说明，但应该知道，本发明也可应用于如时分多址联接(TDMA)系统这样的其他射频(RF)通信方案。在TDMA系统中的通信是基于非重叠时间序列的数据脉冲发送的，在同步字间隔期间所接收的原始数据信/噪功率比用作信道质量的测量并用来作为执行交接的基础。更具体地说，该原始数据噪音功率用来选择目标网孔中的最佳的空闲无线信道。
参照图4，在运行中，与移动终端通信的某一基站连续计算原始数据信号功率RDSP与在基站和移动终端之间传输的数据信号的原始数据噪音功率RDNP之间的SINAD比率。如果该SINAD比率低于某一预定阈值，则从正在通信的基站向与它相邻的每个基站发出一个定位命令。然后，每个相邻基站计算该移动终端相对于它们的网孔的SINAD比率，从而将具有最高测量值的网孔作为目标网孔，支持交接时的前向无线传输。此后，具有最高原始数据噪音功率的所选择的目标网孔中的空闲信道被选中用来接收该移动终端的前向传输，从而该传输被切换给这个信道。
虽然本发明是就优先实施例作了说明，但显而易见，本领域技术人员来说，如附加的权利要求书所定义的那样，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对该技术作一些变动和修改。