專利名稱：在移動通信系統(tǒng)中在系統(tǒng)間和頻間切換時實施盲切換的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在移動通信系統(tǒng)中在系統(tǒng)間和頻間切換時實施所謂的“盲切換(Blind Handover)”的方法，尤其是用在參加切換的移動通信網(wǎng)絡(luò)的非均一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。
在所謂的盲切換(HO)中，由于不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的非均一性，即在參加切換的網(wǎng)絡(luò)的不同頻率條件或覆蓋范圍下，不能為充分實施切換提供保證。
在目前適用的標準中建議，例如在每個UMTS小區(qū)的UMTS層和GSM層之間進行切換時，可以為盲切換配置一個切換候選者，在這種情況下，其前提是目標小區(qū)與原小區(qū)的覆蓋范圍一致，即發(fā)生切換的位置處的UMTS網(wǎng)和GSM網(wǎng)的各個小區(qū)的覆蓋范圍完全相同。否則所出現(xiàn)的情況將很難確定。其后果可能是切換失敗，進而引起連接中斷的危險(掉話)。
為了避免在盲切換時出現(xiàn)的這種問題，可以采用所謂的雙移動終端設(shè)備，即帶有兩個分開的發(fā)送/接收裝置的移動電話，其可以在兩個頻率上或者在兩個移動網(wǎng)絡(luò)中同時工作。
在切換期間，在參與切換的移動通信網(wǎng)絡(luò)中，在用戶終端設(shè)備與參與切換的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，例如基站、RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器)和交換局(UMSC)之間交換信令并不是這里所描述的方法的主題。
本發(fā)明的目的在于給出一種方法，通過該方法可以實現(xiàn)盲切換，而不會在移動通信系統(tǒng)的不同層之間產(chǎn)生很大的問題，并且當這些層沒有共同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時也可以實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明該任務(wù)通過權(quán)利要求1所述特征來實現(xiàn)。
本發(fā)明的出發(fā)點在于，在切換之前一個移動臺由多個基站來提供信號，即除了提供信號的基站外還可以從多個其他基站接收信號。根據(jù)本發(fā)明，由該移動臺實現(xiàn)對由基站在空中接口上所接收到的信號的傳播時間測量。所測得的傳播時間被傳送給基站。這樣，在移動通信網(wǎng)絡(luò)方面借助于所傳送的傳播時間測量數(shù)據(jù)獲知了移動臺的所處位置。借助于該信息，移動臺可以實現(xiàn)向所選基站的切換。
通過這種方法可以有把握地實現(xiàn)進一步發(fā)展的盲切換，另外也被稱為高級盲切換(Blind Handover Advanced)。
通過所述方法得到了一種重要的優(yōu)點-在所謂的UMTS壓縮模式下，所需的HO測量肯定會發(fā)生沖突，這要根據(jù)切換候選者的情況和數(shù)量要求多個GAP(通用接入檔案)。在根據(jù)本發(fā)明的盲切換時不會損失時間。
-通過壓縮模式(CM)的機制，在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生了附加的干擾。這也意味著網(wǎng)絡(luò)容量減少。與此相反，通過所述的方法實現(xiàn)了容量的提高，因為不再需要CM。
-通過該方法可以實現(xiàn)其他的移動業(yè)務(wù)而不會產(chǎn)生很大的開銷，這些業(yè)務(wù)需要用戶的位置信息。
-該方法既在建筑物內(nèi)也在建筑物外起作用，而無需附加的GPS。
-終端設(shè)備不必配備GPS或者作為雙終端設(shè)備(帶有兩個發(fā)送接收單元)，因此可以減少制造成本。
本發(fā)明具有優(yōu)點的實施例和改進還在從屬權(quán)利要求的技術(shù)特征中給出。
為了獲知位置信息，必須要求用戶終端設(shè)備測量自身的小區(qū)中以及至少一個或兩個其他的小區(qū)中的信號電平關(guān)系。除了信號電平外還測量空中接口上的信號傳播時間。如果由于所覆蓋的小區(qū)的當前信號電平關(guān)系這本來是不需要測量的，必須強制性地由所述終端設(shè)備來實現(xiàn)這種測量。這例如可以這樣來實現(xiàn)人們有目的地告之終端設(shè)備必須要經(jīng)過測量的其他信號電平閾值，或者人們預(yù)先調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以強制性地進行測量。
由此生成的關(guān)于信號傳播時間的信息被傳送到網(wǎng)絡(luò)。為了能夠?qū)⒃撔畔⒂糜诿で袚Q，潛在目標小區(qū)所處的層必須進行分析以找到最佳覆蓋基站(即最佳服務(wù)器)。這可以通過不同的類型和方法來實現(xiàn)。一方面用相應(yīng)的方法來獲知最佳服務(wù)器的覆蓋范圍，另一方面這可以通過所提供的測量數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。由此得到的最佳服務(wù)器可以通過多邊形分配到每個點。
然后將終端設(shè)備的坐標與最佳服務(wù)器數(shù)據(jù)庫進行比較，從而選擇相應(yīng)的目標小區(qū)。然后這個目標小區(qū)通過HO指令傳送給終端設(shè)備，從而有目的地實現(xiàn)高級盲切換。
將借助于附圖更詳細地描述本發(fā)明的實施例。


圖1作為示例示出了兩個相互重疊的移動通信網(wǎng)絡(luò)，例如一個UMTS網(wǎng)和一個GSM網(wǎng)的小區(qū)結(jié)構(gòu)的片段。
UMTS網(wǎng)包括多個無線小區(qū)10-14，它們由多個固定安裝的基站20、23、24來提供無線信號。同樣，GSM網(wǎng)包括多個無線小區(qū)1-7，它們由多個固定安裝的基站20-22來提供無線信號。
UMTS網(wǎng)和GSM網(wǎng)例如對于基站20具有共同的位置。
一個移動臺30位于UMTS小區(qū)10的內(nèi)部，例如由基站24來提供無線信號?；?0希望盲切換到GSM網(wǎng)的一個適當?shù)臒o線小區(qū)中。
根據(jù)本發(fā)明，這里首先確定移動臺30所處的位置。通過一個適當?shù)膽?yīng)用程序來要求該終端設(shè)備測量基站24和相鄰UMTS基站20、23的信號電平和質(zhì)量。其中必須由終端設(shè)備30唯一地識別出相應(yīng)的基站20、23、24，并且確定空中接口上信號與之相應(yīng)的傳播時間。相鄰小區(qū)以及自身小區(qū)的這些信息作為信息包被發(fā)送到一個基站，例如基站24。
僅由兩個被測相鄰小區(qū)和自身的小區(qū)就可以計算出UMTS網(wǎng)中終端設(shè)備30所處的位置。這種方法與終端設(shè)備所處的位置是在建筑物內(nèi)還是建筑物外無關(guān)。
為了確定用戶終端設(shè)備所處的位置，而無需知道方向信息，至少需要三個準確知道其位置的基站20、23、24。借助于終端設(shè)備與每個基站之間的信號傳播時間測量，可以計算出限定了終端設(shè)備至各個基站的間隔區(qū)域的圓圈。在每個圓圈的中心處有一個基站。三個圓圈共同的切點就是終端設(shè)備所處的位置。這里基站的位置是參照點，其中位置坐標由網(wǎng)絡(luò)提供商的位置數(shù)據(jù)庫來提供。
理論上三個圓圈切于一點。這在實際情況是不可能的，因為傳播時間測量原理要遵照傳播條件和終端設(shè)備的微芯片中信號的處理速度(芯片頻率)。每段測量間隔的間距段不可能任意的小。
這意味著，實際上終端設(shè)備所處的位置通過一個切面來描述。其中位置確定的精度隨著被測基站的數(shù)目而增大。通過例如為3.84MHz的芯片頻率計算出的每個芯片的最小測量間隔a為a＝光速C/芯片頻率fBit＝300E6/3.84E6＝78m實際上用現(xiàn)代終端設(shè)備可能實現(xiàn)好得多的測量精度。精度還取決于終端設(shè)備的接收機。所述接收機必須能夠分辨芯片頻率內(nèi)的時間間隔，以得到10m范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)。圓圈共同的切面給出了終端設(shè)備大致所處的位置。
由于終端設(shè)備不具有關(guān)于參與的基站的幀同步的信息，所得到的終端設(shè)備所處的位置還有附帶的測量誤差。
為了克服這一問題，主要給出了兩種可能的方案-基站通過一個中央時鐘或者通過GPS定時來同步。
-通過在基站方面的測量確定與其他基站的不同步的程度，并存儲在一個陣列中。
通過所得到的移動臺30所處的位置，借助于一個設(shè)置在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)庫，確定對于實現(xiàn)一次切換最適合的無線小區(qū)或GSM網(wǎng)的基站。在圖1中該基站例如為GSM基站20，它為GSM無線小區(qū)1提供無線信號。
由此移動臺30也實現(xiàn)了至相應(yīng)GSM目標小區(qū)1的一次切換，它必須根據(jù)對終端設(shè)備位置信息(測量值)的分析得到目標小區(qū)或相應(yīng)的基站20。這可以直接通過發(fā)送給移動臺的HO指令的形式來實現(xiàn)。
由此得到了相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(例如RNC)的功能，下面必須補充對測量數(shù)據(jù)進行分析得到了一個位置信息，由該信息從最佳服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中得到了目標小區(qū)的最適合提供信號的基站，并且向參與切換的終端設(shè)備和基站提供信號。
權(quán)利要求
1.用于在移動通信系統(tǒng)中在系統(tǒng)間和頻間切換時實施盲切換的方法，其中一個移動臺(30)由多個基站(23，24)提供無線信號，其特征在于，由該移動臺(30)實現(xiàn)對由基站(23，24)在空中接口上接收到的信號的傳播時間測量，將測得的傳播時間傳送給基站(23，24)中的一個，在移動通信網(wǎng)絡(luò)方面借助于傳播時間測量數(shù)據(jù)獲知移動臺(30)所處的位置，借助于一個數(shù)據(jù)庫通過所得到的位置選擇至少一個對于一次系統(tǒng)間或頻間切換適合的基站(20)，對于切換所需的數(shù)據(jù)從所選擇的基站(20)被傳送給移動臺，并且移動臺(30)實現(xiàn)向所選基站(20)的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由移動臺(30)附帶地測量基站(23，24)的信號強度和/或信號質(zhì)量，并傳送給基站中的一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，移動臺(30)在切換時從第一個移動通信系統(tǒng)的一個基站(24)換到第二個移動通信系統(tǒng)的一個基站(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，移動臺(30)在切換時變換所用的無線頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在切換之前向移動臺提供信號的基站(24)的覆蓋范圍與在切換之后向移動臺提供信號的基站(20)的覆蓋范圍不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于，在切換之前向移動臺提供信號的基站(24)的覆蓋范圍與在切換之后向移動臺提供信號的基站(20)的覆蓋范圍相交。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，移動臺(30)所處的精確位置借助于GPS接收機來確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，借助于中央時鐘來實現(xiàn)參與切換的基站(23，24)之間的幀同步。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其特征在于，確定基站(23，24)之間的幀同步的偏差，存儲在一個陣列中，并將其用于計算移動臺(30)所處的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在移動通信系統(tǒng)中在系統(tǒng)間和頻間切換時實施所謂的“盲切換”的方法，其中在切換之前一個移動臺由多個基站來提供信號，即除了提供信號的基站外還可以從多個其他基站接收信號。根據(jù)本發(fā)明，由移動臺實現(xiàn)對由基站在空間接口上接收到的信號的傳播時間測量。測得的傳播時間被傳送到基站中的一個。由此，在移動通信網(wǎng)絡(luò)方面借助于所傳送的傳播時間測量數(shù)據(jù)獲知移動臺所處的位置。然后借助于一個數(shù)據(jù)庫根據(jù)獲知的位置選擇至少一個對于一個系統(tǒng)間或頻間切換適合的基站，并且對于切換所需的數(shù)據(jù)從所選擇的基站被傳送到移動臺。借助于這些信息移動臺可以實現(xiàn)向所選基站的切換。
文檔編號G01S5/00GK1666553SQ03815109
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者賴因霍爾德·布呂肯 申請人:T-移動網(wǎng)德國有限公司