[发明专利]在CDMA系统中进行可靠的系统间切换的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝式通信系统。尤其是，本发明涉及用于在不同蜂窝式系统的基站之间进行切换通信的改进的新技术。

背景技术

使用码分多址(CDMA)调制技术只是有助于其中存在大量系统用户的通信的几个技术中的一个技术。虽然众所周知诸如时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)等其它技术，但CDMA明显地优于这些其它的调制技术。在名为“SPREADSPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USINGSATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”的4,901,307号美国专利中揭示了在多址通信系统中使用CDMA技术，该专利已转让给本发明的受让人，在这里通过引用而引入其内容。

在以上所述的专利中，揭示了一种多址技术，其中大量移动电话系统用户(每个都具有收发两用机(众所周知的远程单元))使用CDMA扩展频谱通信信号通过卫星转发器或地面基站(众所周知的基站或小区站点)来进行通信。在使用CDMA通信时，该频谱可重复使用多次。与使用其它多址技术可实现的频谱效率相比，使用CDMA技术导致频谱效率高得多，从而使系统用户容量增加。

在美国国内所使用的常规FM蜂窝式电话系统通常叫做先进的移动电话业务(AMPS)，并在电子工业协会标准EIA/TLA-553“移动电台-地面站兼容性规范”对其作了详述。在这种常规的FM蜂窝式电话系统中，把有效频带分割成带宽通常为30千赫(kHz)的信道。系统服务区在地理上被分割成尺寸可变的基站覆盖区。有效信道被分割成组。把频率组这样分配给覆盖区，从而把同信道干扰的几率减到最小。例如，考虑其中有七个频率组且覆盖区为尺寸相等的六边形的系统。在一个覆盖区中所使用的频率组在六个最靠近相邻覆盖区中不使用。

在常规的蜂窝式系统中，使用切换方案使得在远程单元穿越两个不同基站的覆盖区之间的边界时通信连接仍旧延续。在AMPS系统中，当处理呼叫的现行基站中的接收机注意到从远程单元接收到的信号强度已下降到预定的阈值以下时，启动从一个基站到另一个基站的切换。低的信号强度指示意味着远程单元一定接近于基站的覆盖区边界。当信号电平下降到低于预定的阈值时，现行基站请求系统控制器来确定，与当前的基站相比，相邻基站接收到的远程单元信号的信号强度是否更高。

系统控制器响应于现行基站的询问向相邻基站发送报文以及一切换请求。与现行基站相邻的每个基站利用特殊扫描接收机来寻找来自该基站正在操作的信道上的远程单元的信号。如果一个相邻基站向系统控制器报告有足够的信号电平，则将对该相邻基站(现在该基站被指定为目标基站)进行切换。然后，通过从目标基站所使用的信道组中选出一空信道来启动切换。把一控制报文发送到远程单元，以命令该远程单元从当前信道切换到由目标基站支持的新信道。同时，系统控制器把呼叫连接从现行基站转接到目标基站。此处理叫做硬切换。术语硬用来表示切换的“先断后通”特性。

在常规的系统中，如果对目标基站的切换不成功，则呼叫连接停止(即，不延续)。硬切换失败的发生可能有许多原因。如果在目标基站中不能获得空信道则切换可能失败。当一个相邻基站实际上正使用同一信道接收到另一个远程单元信号而与远地基站进行通信时，如果该基站报告接收到来自远程单元的信号，则切换也可能失败。此报告的差错导致把呼叫连接转移到一错误的基站，通常在该基站中来自现行远程单元的信号强度不足以保持通信。此外，如果远程单元没有接收到交换信道的命令，则切换失败。实际的操作经验表明切换失败经常会发生，这将明显地降低系统的可靠性。

当远程单元保持靠近两个覆盖区之间的边界一段延长的时间时，常规AMPS电话系统中会发生另一个普遍问题。在此情况下，信号射频将随远程单元的位置变化或随覆盖区内其它反射或衰减物体的位置变化而相对于每个基站发生波动。信号电平的波动可导致重复地请求在两个基站之间来回切换呼叫的”乒乓”情况。这种不必要的额外切换增加了呼叫无意间不延续的几率。此外，重复的切换即使成功也可能对信号质量产生不利影响。