专利名称：在蜂窝cdma网中消除干扰的方法
技术领域：
本发明涉及在由基站服务的蜂窝CDMA网中消除干扰的方法，邻区内的移动台所引起的干扰在基站接收机内加以消除。
在为相邻小区服务的基站都用相同的载波频率与移动台通信的蜂窝CDMA网中，在移动台从一个小区移动到另一个小区时所进行的越区切换期间，只要新进入的这个小区还没有接管与移动台的通信，就会发生干扰。这种干扰是由于在基站与移动台之间的通信中的功率调整而引起的，功率调整的目的在于使得在每个小区内形成良好的接收条件而并不考虑从邻区进入本区的新移动台。在这样一种情况下，例如一个正接近邻区基站的移动台越区切换前对于这个基站而言就是一个信号强度逐渐增大的干扰源，它迫使基站增加本身的发射功率和/或小区内移动台的发射功率，使得发射功率越来越高，从而导致网络总的噪声电平增加。无论如何，如果不消除干扰，这种情况就会造成不断高估所需的传输功率，这对于一个CDMA网中的通信质量和信道利用最佳化都是极其不利的。这些问题尤其会在采用所谓硬切换技术时发生，在采用硬切换技术时，与一个移动台通信每个时候只有一个基站。硬切换是传统技术，比较容易实现。CDMA网中可存在的问题是复用一个载波频率而引起的各种干扰。这些干扰可以用不同类型的干扰消除程序加以控制。这些程序测量出干扰信号并产生一个消除信号，将这个消除信号与接收机输入信号混合后就消除了接收机输入信号中的干扰信号。在必要时重复这个过程，以消除几个干扰信号，例如可参见WO申请92/11722和欧洲专利申请491668。为了消除干扰信号所开发的一些方法大部处在理论阶段，而且非常复杂。此外，这些方法要求所有的基站接收机分别测量所有的干扰信号，以便确定如何消除输入信号中的干扰。
在为了减小越区切换情况下所产生的干扰的种种措施中，也曾采用了一种所谓软切换的技术。这种技术允许两个基站同时与一个正在转换小区的移动台通信，因此甚至在移动台地理上进入新的小区以前就消除了干扰源。但就网络而言，实施这种软切换技术既不经济又很复杂，除了别的以外，要求有一些备用信道来执行这种切换，还要求移动台接收机具有能实现双重连接的可自由分配的分集结构。
本发明的目的是提供一种在CDMA网中实现硬切换的方法。本发明的方法的特征是这种方法包括下列步骤在移动台中接收网络中至少一个邻接小区的基站所发射的CDMA信号；在移动台限定所述至少一个邻接小区的基站所发射的信号的扩频码的相位，并且测量这个信号的强度；经为移动台服务的基站将移动台的测量结果发送给CDMA网；从测量结果确定移动台是否干扰一些邻接小区的基站；在干扰情况下，将移动台的信道通知这些邻接小区的基站；以及在每个邻接小区的基站利用有关干扰移动台所发射的信号的信息，在接收小区内其他移动台所发射的信号的接收机中加以考虑。
本发明的方法具有下列优点在移动台中进行测量并不需要增加额外的功能或装置，因为这种测量在任何情况下都是要执行的，而且在CDMA网为了利用测量结果而执行的信号处理的要求很低；测量结果的分析集中在基站控制器BSC内进行，因此这些结果在各邻接小区中的所有基站都可以得到；以及所提供的移动台的测量结果作为初始化邻接小区的基站的干扰消除程序所需的参数的初始值。
本发明的优选实施例的特征在所附权利要求中提出。
下面结合附图对本发明进行下列说明。在这些附图中
图1示意性地示出了移动台从一个小区向另一个小区移动从而引起越区切换的情况；图2示出了在硬切换的情况下的信号电平和这些信号电平之比的关系；图3示出了采用本发明的基站的结构；
图4示出了在本发明所提出的方法的一个实施例中的判决处理过程；以及图5示出了在本发明所提出的方法的另一个实施例中的判决处理过程。
图1所示的移动台MS的移动情况是移动台MS如箭头所示朝当前正在为移动台MS服务的小区A(母区)与邻接小区B之间的交界区域AB移动。交界区域AB为这两个小区的基站，即基站BTS1和基站BTS2，所覆盖。移动台MS不断测量母区A的基站BTS1和邻接小区的基站BTS2的信号电平。虽然为了简明起见图中示出的只是一个邻接小区的基站BTS2，但术语BTS2在下面将用来代表所有的邻接基站。移动台MS的测量结果通过在MS和BTS1之间双工操作的信令信道发给基站控制器BSC。基站控制器BSC根据测量结果确定相应移动台MS是否干扰各邻接小区中的基站，在该简化的情况下是邻接小区B中的基站BTS2。基站控制器BSC将正在接近的移动台MS的情况通知邻接小区基站BTS2。
按照本发明更精确地说，是经母区基站BTS1和基站控制器BSC将移动台MS所使用的物理发送信道的信息，亦即在上行方向采用的扩频码的信息，发送给邻区基站BTS2。
通常，信号估计以及移动台MS和邻区基站BTS2之间的码相位差的测量都包括在邻区基站的越区切换准备和CDMA网中所采用的干扰消除内。移动台MS所采用的接收信道，也就是上行方向的扩频码，对于邻区基站BTS2来说在实际越区切换、通信信道通过新基站BTS2启用前并不需要。移动台MS引起的干扰可以通过邻区基站BTS2的接收机的干扰消除程序予以消除，也可以在这些接收机的多用户检测中加以考虑。这两种任选方案在本发明的范围内都是可行的。如果有测量接收机，就用测量接收机接收移动台发出的干扰信号。在这种情况下，每个接收机根据测量接收机提供的参数消除干扰，而不需要接收机本身对干扰进行估计。另一种方式是将干扰估计和消除分别包括在每个接收机中。在这种情况下，每个接收机都包括带测量的整个干扰消除程序。由于本发明不涉及根据信号电平消除干扰的实现方式，因此所谓“干扰消除程序”在以下将用来指消除干扰信号的所有可行方式方法。
图4示出了一个移动台MS正接近基站BTS2的服务区域的处理流程图。图中，移动台MS接收到网络中邻区基站BTS2发射的CDMA信号后，确定邻区基站BTS2发射的信号的扩频码的相位和测量这信号的强度。然后，移动台MS的测量结果经正为移动台MS服务的基站BTS1发送给CDMA网，由CDMA网根据这些测量结果确定移动台MS是否干扰一些邻区基站BTS2。是否干扰是通过将移动台MS的测量结果与一个预定的门限值T进行比较来确定的。如果发生干扰，就将有关移动台MS所使用的信道的信息发送给受移动台MS干扰的那些邻区基站(在本例中为BTS2)。邻区基站BTS2利用这信息，在接收本小区内其他移动台发射的信号的接收机中加以考虑。
图4还示出了涉及到一个与门限值T对应的返回门限值T′的判断处理过程。为了使判决稳定，T′的值当然小于T的值。流程图描述了实际的越区切换，也就是移动台MS改为由一个邻近基站BTS2服务的情况。
信号码根据基站控制器BSC发出的信息和基站BTS2的测量结果解码后，干扰就可以在基站BTS2的每个现用接收机中从本小区内工作的各移动台的信号中消除。所以这些信号的电平不需增加就能保证通信，因为干扰可用该代码加以识别后予以消除。此后，对于干扰消除程序可能是必需的更新可以利用基站BTS2的测量进行计算。消除干扰的一种方式是使用一个应用干扰消除程序的独立的测量接收机。另一种方式是将干扰估计和消除分别包括在每个接收机中。在前一种情况下，每个接收机本身不进行干扰估计，而是根据它从测量接收机接收到的参数来消除干扰信号。在后一种情况下，每个接收机包括带测量的整个干扰消除程序。
另一种在实践中用来消除干扰的可选方法的流程图示于图5。通过将测量结果与一个第一预定门限值T1进行比较，确定移动台MS在一些邻区基站BTS2是否需要加以监视。与以上类似，需监视的移动台MS将本身所用的信道通知这些邻区基站BTS2。此后，邻区基站BTS2…BTSn测量它们所监视的移动台MS的信号强度。如果移动台MS的信号强度在一个邻近基站NTS2中超过了一个第二预定门限值T2，那么移动台MS的信号就要在这个基站的接收中加以考虑，使得对于基站BTS2来说，由移动台发射的在切换界限H0内的这种信号不能干扰对处在基站BTS2的小区内的其他移动台发射的信号的接收。流程图还示出了涉及与门限T1、T2对应的返回门限值T1′、T2′的判决处理。这两个值当然也分别小于对应的门限值T1、T2。流程最后也是实际的越区切换，也就是移动台MS移动到一个邻近基站BTS2服务区域的情况。
在图5中，所有的用户，也就是由某个基站服务的或用为这个基站规定的门限值进行监视的差移动台MS，从每个基站着眼可以分为三组。在这种情况下，一个用户所属的组和从一个组转到另一个组都由对这个用户测量得到的干扰功率确定。
所谓R用户，即被接收用户(Received User)，是那些处在所述基站小区服务区域内、与基站连接或再经基站与固定电话网连接的移动用户。
C用户，即被取消用户(Cancelled User)，是那些经另一个小区基站通信而其信号在所述基站超过一个预定门限值的用户。C用户的信号需在R用户的接收机中加以考虑。从C用户那里接收到的比特流并不向网发送，而只是用来消除干扰或在多用户检测方法中使用。
M用户，即被监视用户(Monitored User)，也以基站本身的干扰电平测量加以监视，例如通过有规律地测量每个用户的功率电平，从中检测出干扰所述基站的用户，从而这些用户可以包括在M用户表内。如果必要的话，每个基站都从各邻区基站(在六角形蜂窝网中为六个)接收有关这些M用户可能引起的干扰和它们各自使用的扩频码(信道)的信息。
一个C用户在转接到另一个基站，也就是在(硬)切换过程中，转为一个R用户。这种改变的准则是根据基站所作的功率测量，或者再加上移动台所作的所谓导频信道测量，这在后面将要予以说明。
根据功率测量，通过所谓准软切换，一个M用户转为一个C用户，或者一个C用户转为一个M用户。准软切换与软切换之间的差别是在软切换中，移动用户与分布在网内的两个基站建立连接，在一个预定电平上将这两个信号加以组合；而在准软切换中，建立的不是真正的与两个基站的连接，以邻区基站实现的那一侧接收只是用来消除干扰的。然而，同时准软切换也使邻区基站作好了通过直接将所述用户的比特流接到网上和接到基站控制器BSC上而实现的硬切换的准备。
本发明的越区切换方法也可以应用到移动台MS从一个基站控制器BSC转移到另一个基站控制制器BSC的情况。在这种情况下，与干扰消除和越区切换有关的信令将经移动业务交换中心MSC传送。
图2示出了与图1对应的在越区切换区域的理想化信号电平情况。
小区A内的基站接收到的移动台的信号电平PA随着移动台深入小区A而增大，而随着移动台深入小区B而减小。小区B内的基站接收到的移动台的信号电平PB当然情况相反。两个小区的交界区域AB′形成了一个这样的区域，在这个区域内与一个小区的基站通信的移动台就成为对另一个小区的干扰源，如前面所说明的那样。为了启动干扰消除程序和执行可能要执行的越区切换，开始对这些移动台的信号电平进行监视。只是在移动台的干扰功率增大的情况下(即对于接近所述基站的那些移动台)相应的干扰消除程序才能有选择地予以启动，这是以防止由于干扰而使功率电平在移动台及其母区之间恶性增大。
如果邻区基站接收到的信号电平PB比母区基站接收到的信号电平PA高出切换界限HO很多，就在这个所谓切换界限M的区域AB′内作出越区切换判决。一个在区域AB′内向左或向右运动的移动台将很可能改变母区(即越区切换)。在这种情况下，由于有干扰消除程序，新母区了解建立连接所需的参数，方式与移动台通过本身进行测量了解新母区的码相位和信号电平的方式相同。与基站在建立一个新的连接时才会开始同步的情况相比，在这种情况下由于移动台和基站预先已相互同步，因此越区切换不但非常快，而且很容易实现。
图3示出了采用本发明所提出的方法的基站的一个实施例的方框图。标号1标记的是发射机单元，而标号2标记的是接收机的RF部分。方框3除了其他一些功能外，还完成基带处理、采用扩频技术的信道分离、干扰消除等功能。方框5表示干扰测量信道和测量结果处理，处理结果作为参数送至方框3，用于消除干扰。或者，方框5的测量结果处理功能可包括在方框3的干扰消除程序内，而方框5内的各独立的干扰测量信道可包括在接收机方框的信道2内。标号4标记的是基站与基站控制器BSC之间的连接。
按照本发明的一个实施例，需要通过多用户干扰消除程序消除的移动台MS的信号限制到一个预定的最大数。这意味着干扰消除程序仅消除例如那些最强的干扰信号。在这种情况下，消除程序和实现消除程序的设备的复杂程度以及干扰测量信道的个数都可比较合理。
对于熟悉本技术领域的人员来说，显然本发明的各种实施方式不限于上述这些实施例，而且可在所附权利要求的范围内改变的。
权利要求
1.一种消除在由基站服务的蜂窝CDMA网中的干扰的方法，在这种方法中由邻接小区中漫游的移动台(MS)所引起的干扰在基站接收机中加以考虑，所述方法的特征是它包括下步骤在移动台(MS)接收网内至少一个邻接小区(B)的一个基站(BTS2)发射的CDMA信号；在移动台(MS)确定所述至少一个邻区基站(BTS2)发射的信号的扩频码，并且监视它的信号强度；经为所述移动台(MS)服务的基站(BTS1)将移动台(MS)的测量结果发送给CDMA网；根据测量结果确定移动台(MS)是否干扰邻区的基站(BTS2)；如果干扰，则将有关移动台(MS)所使用的信道的信息发送给这些邻区基站(BTS2)；以及在每个邻区基站(BTS2)利用有关由干扰移动台(MS)发射的信号的信息，通过在接收小区内其他移动台的接收机中加以考虑。
2.如权利要求1中所提出的方法，其特征是移动台(MS)所引起的干扰在邻区基站(BTS2)的接收机的干扰消除程序中加以考虑。
3.如权利要求1中所提出的方法，其特征是移动台(MS)所引起的干扰在邻区基站(BTS2)的接收机的多用户检测中加以考虑。
4.一种在由基站服务的蜂窝CDMA网中消除干扰的方法，在这种方法中由漫游入邻接小区的移动台(MS)所引起的干扰在基站接收机中加以考虑，所述方法的特征是它包括下列步骤在移动台(MS)接收每个邻接小区(B)的基站(BTS2)发射的CDMA信号；在移动台(MS)确定每个邻区基站(BTS2)发射的信号的扩频码，并且测量它的强度；经为所述移动台(MS)服务的基站(BTS1)将移动台(MS)的测量结果发送给CDMA网；通过将测量结果与一个第一预定门限值进行比较，确定移动台(MS)是否需要在邻区基站(BTS2)加以监视；如果移动台(MS)需要加以监视，将有关移动台(MS)所使用的信道的信息发送给邻区基站(BTS2)；在邻区基站(BTS2)测量受监视移动台(MS)发射的信号的强度；以及如果移动台(MS)在某个邻区基站(BTS2)的信号强度超过一个第二预定门限值，那么这个邻区基站(BTS2)在基站BTS2接收中考虑移动台(MS)的信号，使得移动台(MS)发射的信号不干扰对处在这个基站(BTS2)的小区内的其他移动台发射的信号的接收。
5.如权利要求1至4的任何一个中所提出的方法，其特征是测量信息从母区(mother cell)(A)的基站(BTS1)发送给网小区的基站控制器(BSC)，再从基站控制器(BSC)发送给各邻区基站(BTS2)。
6.如在权利要求5中所提出的方法，其特征是干扰和越区切换情况在基站控制器(BSC)内进行检测和估计。
7.如在权利要求5所提出的方法，其特征是干扰和越区切换情况在CDMA网的移动业务交换中心(MSC)内进行检测和估计。
8.如权利要求1至7的任何一个所提出的方法，其特征是需要通过多用户干扰消除程序消除的移动台(MS)的信号的个数限制到一个预定的最大数。
9.如权利要求1至8的任何一个所提出的方法，其特征是为移动台(MS)已测量其信号并已检测到干扰的每个邻区基站(BTS2)提供消除干扰的参数，其中包括基站信号的码相位与移动台所用的码相位之间的相位差。
10.如权利要求1至8的任何一个所提出的方法，其特征是在检测到干扰情况的每个邻区基站(BTS2)，测量每个基站信号的码相位与移动台所用的码相位的相位差，作为消除干扰的一个参数。
全文摘要
本发明涉及在由基站服务的蜂窝CDMA网中的干扰消除。本发明的方法包括在移动台(MS)接收由网中至少一个邻接小区(B)的一个基站(BTS2)发射的CDMA信号，并且确定由所述至少一个邻区基站(BTS2)发射的信号的扩频码和监视它的信号强度。此后，经为移动台(MS)服务的基站(BTS1)将移动台(MS)的测量结果发送给CDMA网，由CDMA网确定移动台是否后干扰一些邻区基站(BTS2)。如果干扰，将干扰移动台(MS)正在使用的信道通知这些邻区基站(BTS2)。利用干扰移动台(MS)所发射的信号的信息，在接收小区其它移动台所发射的信号的接收机中加以考虑。
文档编号H04B1/707GK1159262SQ95192834
公开日1997年9月10日 申请日期1995年3月20日 优先权日1994年3月21日
发明者阿里·霍蒂恩, 阿托·基玛, 蒂莫·拉克苏, 汉纳·哈金恩, 艾莫·图赖尼米, 伊卡·基塔罗, 帕特瑞·乔玛, 英格·库恩, 贾瑞·萨武萨罗, 阿里·卡瑞卡林, 安妮·西拉, 瑞斯托·尤拉 申请人:诺基亚电信公司