[发明专利]利用双重发射/接收或者压缩实现频间、网间以及层间软越区切换的方法和装置

说明书

本发明一般涉及通信系统，尤其涉及利用双重发射/接收或者压缩实现频间、网间以及层间软越区切换的方法和装置。

自从发明了电话以来，用户希望能够进行不受范围限制的通信，从而在他们所希望的任何时间和任何地点交换信息。运输网的发展使得商用和用于娱乐的汽车和飞机的使用不断增长。随着传输网的增长，员工们往返于家庭和工作地点之间。这导致交通拥塞增加，以及在路途上花费的时间与在家庭和办公室一样多。这些员工自然希望能够得到某些业务，例如语音、传真和数据，从而有效地使用路上的时间。无线/移动通信工业的出现满足了这些需求。

全球用户对移动通信的需求正在快速增长，并且在下一个十年间仍将继续增长。到1995年底，超过1亿人使用移动业务，到2000年底，预期这个数字将增长到3个亿。导致通信业如此迅速增长的因素有几个。例如，技术的综合和竞争为用户带来了更大的利益。话机更小，更轻，电池寿命更长，并且话机现在可以为大众市场所接受。运营商正在提供优良的话音质量，革新技术，以及全球范围内的漫游。最重要的是，人们使用移动性的费用降低。在全球范围内，以及在美国国内，政府发放附加频段的许可证给新的运营商，使其能够与传统蜂窝运营商相竞争。竞争为用户带来了革新、新技术以及低廉的价格。

图1示出了基本的一般无线通信系统100。该系统可以分解成图1所示部件。馈送到手机110麦克风的人声通过大气112传送到基站114。信号从基站114寻路到交换中心116或者转播118。类似地，在网络侧，基站120发送话音信息，由手机122接收。各个手机110、112和基站114、120都具有发射机/接收机(收发信机)功能。

在蜂窝概念出现以前，提供无线业务的方法类似于无线和电视台所采用的方法。运营商在地理区域的制高点安装巨大的发射机。然后他们发送大功率传输以覆盖较大面积。这样的结果是双重的：1)存在容量问题；并且2)移动台需要耗费大量功率。因此，移动台体积很大并且价格昂贵。

该问题的解决方案是减少发射功率，从而减小了发射机的覆盖区域。因为各个区域的范围较小，较大区域可以划分成若干较小区域，成为小区。各个小区可以有自己的天线，一组频率，以及发射机/接收机无线单元。

因此，在蜂窝网中，与原来的移动体系结构不同，由多个小区来覆盖一片区域。这样，当车辆或者移动单元从一个小区移动到另一小区时，必须将呼叫也转移过去。这称作越区切换。图2说明了越区切换过程。随着车辆210远离基站212，其信号强度减小。基站212在呼叫持续期间监控信号强度。当信号强度低于预定阈值时，网络214要求所有预定候选邻接小区220报告车辆210中移动台的信号强度。如果邻接小区220的信号强度大于预定量，则网络214尝试将该呼叫越区切换到候选邻接小区220。目前蜂窝系统将这三个基本元件称为移动台210、小区202、220以及移动交换中心。这三个元件一起形成了唯一的覆盖无线系统，该系统可以连接到公用电话交换网240。

全球的蜂窝系统有若干类型：美国的系统是码分多址(CDMA)系统，它基于IS-95工业规范。IS-95CDMA将新的数字扩频CDMA和先进移动电话业务(AMPS)功能集成在800MHz频段的双模式蜂窝电话，可以在1.9GHz PCS频段上使用只支持CDMA的手机。

CDMA系统主要在编码无线信道的使用上不同于FDMA(模拟)和TDMA系统。在CDMA系统中，用户可以利用不同的编码序列同时工作在相同的无线信道上。

IS-95CDMA蜂窝系统有若干不同于其它蜂窝系统的主要特性。同一CDMA无线载波频率可以任意在相邻小区中使用，从而不再需要频率规划。图3示出了展示频率重用的CDMA蜂窝系统300，以及不展示频率重用的系统350。在图3中，频率重用网300中的各个小区使用同一频率，该频率由各个小区312中的数字“1”表示。与此不同，图3还说明了AMPS蜂窝网350，其中可用频谱被划分成7个频率块，每个频率块在单个小区中使用。在AMPS网络350中，同一频率块，例如352、354相距一定距离，以避免同道干扰。

CDMA的宽带无线信道所具有的衰落较小，从而在不同的无线信号条件下话音传输质量较为一致。CDMA系统与已经建立的接入技术相兼容，它使得模拟(EIA-553)和双模式(ID-95)用户能够使用同一模拟控制信道。一些话音信道已经被转换成CDMA数字传输，允许若干用户复用(共享)单个RF信道。