[发明专利]蜂窝系统中使用位置数据来提供智能化小区选择的方法和系统

说明书

本发明一般涉及蜂窝通信系统，特别是在执行小区到小区转换，以及起始选择时用于选择用户单元所使用的目标小区的方法和系统。

一个蜂窝通信系统包括地面上不同地点任意数目的小区。通过编码对不同小区分配不同范围的频域、时域，或者它们的组合以便相邻的小区之间使用不同的信道进行通信时减少相互干扰的机会。另一方面，相邻位置较远的小区之间的通信可能使用相同的信道，公共信道上通信的远距离防止了相互干扰。在大范围模式的小区之间，总是通过在整个范围中分配公用信道而使远距离小区重复使用同一频域来尽可能地重复使用一个频域。频域的有效利用可以导致没有相互干扰。

蜂窝通信系统要解决的一个问题是小区之间通信的转换，以及起始小区的选择。终端用户和小区之间的相对运动造成了终端用户和通信的连接在指示小区之间移动。为了允许正在进行的呼叫的连续通信，当终端用户穿过一个小区边界时，该系统必须对正在进行的呼叫切换(handoff)。当离开一旧的小区进入一新的小区时，若一个呼叫没有切换，则最终将被丢失掉，因为在系统无线发射设备不能接收到终端用户传输信息的某点，通信信号的强度将会越来越弱，以致消失，或者反之亦然。

当一个用户单元为了能够接收或初始化通信而转到一个新的小区时，必须完成侍服小区的决策。在侍服小区决策当中，用户单元把新的小区报告给系统，籍此确定任意到用户单元的通信路径。

传统的蜂窝通信系统通过监视和比较信号强度来决定转换问题(例如，切换和侍服小区决策)。通过另一个小区中的用户单元来监视和比较与一个小区相关联的正在使用的信道。因而，通信便转给具有较强的信号的小区。

当用户单元和系统收发机之间的距离较小时，在小区和用户单元之间的移动速度较低时，以及转换在一段时间内相对均衡分布时、传统的转换技术能够工作得较好。从以往的情况看，这些情况存在于传统的陆地蜂窝系统。在这些系统中，小区相对于地面并不运动，是与传统运输方式相一致的用户单元的运动导致了小区和用户单元之间的移动。然而，随着传统的小区变得越来越拥挤，以及小区被分成微小区，转换就变得越来越频繁。

在卫星蜂窝系统中，无线设备被放在以运动轨道绕地面旋转的卫星上，小区之间的转换也比较频繁。因而传统的转换技术变得也不实用。

例如，旋转的卫星一般都位于距用户单元较远的位置，通常为几百公里远。距离越小，卫星相对于地面某点运动的速度就越高。典型的是每小时20000公里以上。相对于用户单元如此高的运动速度导致了卫星和用户单元之间传输信号的范围较大的和变化较迅速的传播延迟以及多普勒(Doppler)频率偏移。

当一个移动用户单元从一个小区移动到另一个小区时，必须完成一转换过程。网关(gateway)和交换式网络指示该移动用户单元从在前一个小区使用的信道频率转换为下一个小区所用新信道的频率。

因为有许多移动用户单元可能要移动到其中的连续性小区，因而需要一种方法来决定用户单元将要转换为哪个小区。如果把用户单元转换到一个不正确的具有新频率的小区，则该移动用户单元的呼叫就会丢失和断线，或者指向或来源于用户单元的呼叫将不能被传递。这样的转换决策典型地是靠测量移动用户单元接收到的信号幅值来完成。采用这种方式的陆地蜂窝电话系统可参见美国专利4、654、879，1987年3月31号发行，见S.Goldman。

通过在通信中使用较高的频率，现代陆地蜂窝系统提高了用户单元和收发机之间相对运动的检测能力。在卫星蜂窝系统中，规化的地面上的小区比陆地系统中的要大的多。另外，由于卫星的高速运动，因而，用户单元从一个小区移动到下一个小区要比陆地系统频繁的多。

因此，本发明的优点在于：提供了一种方法在侍服小区决策和蜂窝通信系统的切换(handoff)中使用位置数据来选择目标小区。

所附权利要求书详细说明了本发明。然而，通过参考如下详细的描述并结合附图，本发明的其它特征将变得更加明显，本发明也更容易理解：

图1图示了可使用本发明的一个陆地蜂窝通信系统。

图2图示了可使用本发明的一个卫星蜂窝通信系统。

图3图示了遵循本发明的较好的一个实施例，来自卫星的关于用户单元的多个小区的蜂窝规划。

图4-6图示了遵循本发明的较好的一个应用实列，利用位置和信号质量数据选择目标小区的方法的流程图。