專利名稱：進行越區(qū)切換的移動通信系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在基站的通信區(qū)域間移動的移動站進行越區(qū)切換的移動通信技術。本發(fā)明特別涉及迅速實現(xiàn)移動站的業(yè)務信道(TCH)的切換的技術。
背景技術：
移動通信系統(tǒng)一般有便攜式和車載型等的移動站(無線通信機)、形成各個通信區(qū)域的基站(無線通信機)等構成。該構成實現(xiàn)經(jīng)由基站的移動站之間的通信、與基站連接的主干網(wǎng)和移動站之間的通信。
這樣的移動通信系統(tǒng)不僅可以實施一般的電話通信和數(shù)據(jù)通信，而且還可以作為進行城鄉(xiāng)的行政服務的城鄉(xiāng)數(shù)字移動通信系統(tǒng)實施。
城鄉(xiāng)數(shù)字移動通信系統(tǒng)由被設置在服務中心的總控制臺、擔任總控制臺的無線通信功能的基站、被設置在公共設施和室外等的終端站、服務車輛和行政人員等攜帶的移動站等構成。該構成可以經(jīng)由基站把來自總控制臺的通報信息等無線發(fā)送到終端站和移動站，從終端站和移動站報告輸出。另外，該構成也可以在移動站之間經(jīng)由基站進行聲音等的無線通信。
以上所述被記載在ARIB(Association of Radio Industries andBusinesses)發(fā)行的城鄉(xiāng)數(shù)字移動通信系統(tǒng)(Regional Digital MobileTelecommunication System(ARIB-STD-T79))中。
在上述那樣的移動通信系統(tǒng)中采用實時性優(yōu)異的TDMA(時分多路復用接入)方式。在TDMA方式中，通過把所使用的頻帶劃分為一定的時間間隔，形成多個時隙。各時隙作為用于通話等用戶信息通信的業(yè)務信道(TCH)，或者用于線路控制等的信息通信的控制信道而被應用。
控制信道由公共訪問信道(CACCommon Access Channel)和業(yè)務信道(TCH)的用戶專用信道(USCUser Specific Channel)組成。公共訪問信道用于進行線路的連接控制等。用戶專用信道用于傳送通話聲音數(shù)據(jù)、傳真等的用戶信息。用戶專用信道(USC)以及公共訪問信道(CAC)由基站對各移動站分配專用。
用戶專用信道(USC)還被稱為關聯(lián)控制信道(ACCHAssociatedControl Channel)。在關聯(lián)控制信道中有低速關聯(lián)控制信道(SACCHSlow Associated Control Channel)和高速關聯(lián)控制信道(FACCHFast Associated Control Channel)。所謂低速關聯(lián)控制信道是不中斷聲音等的用戶信息，以低速傳送控制信息的關聯(lián)控制信道。所謂高速關聯(lián)信道是暫時中斷用戶信息的聲音，以高速傳送控制信息的關聯(lián)控制信道。
移動通信系統(tǒng)當在某一基站的通信區(qū)域中進行無線通信的移動站向另一基站的通信區(qū)域移動時，為了從某一基站的業(yè)務信道(TCH)切換到其它基站的通信信道(TCH)要求進行越區(qū)切換。
有關這樣的越區(qū)切換提出了各種方法。基本上通過基于控制信道的控制信息切換業(yè)務信道(TCH)，實現(xiàn)越區(qū)切換。
上述內(nèi)容記載在例如特開平9-261710(JP-A-9-261710)，和城鄉(xiāng)數(shù)字移動通信系統(tǒng)(Regional Digital Mobile TelecommunicationSystem(ARIB-STD-T79)，F(xiàn)ig.4.7.1.7.3，P495)中。
在以往的TDMA無線通信系統(tǒng)中，移動站在切換到控制信道后，通過切換到在移動目的地基站中可以使用的業(yè)務信道(TCH)進行越區(qū)切換(例如，參照ARIB-SID-T79，F(xiàn)ig.4.7.1.7.3，P495)。但是，這樣的越區(qū)切換處理存在需要時間的問題。
本發(fā)明就是鑒于上述以往的問題而完成的，其目的在于不向控制信道切換，迅速地進行越區(qū)切換。

發(fā)明內(nèi)容
移動通信系統(tǒng)具備在某一基站的通信區(qū)域內(nèi)的移動站，和移動站進行無線通信的多個基站。本發(fā)明的基站和移動站為了在基站的通信區(qū)域間移動的移動站迅速進行越區(qū)切換分別具有以下功能。
本發(fā)明的基站具有從其它基站取得確定可以在和移動站的用戶信息通信中使用的業(yè)務信道(TCH)的周圍基站的業(yè)務信道(TCH)信息的功能；用自己的業(yè)務信道(TCH)的關聯(lián)控制信道把該周圍基站的業(yè)務信道信息通知自己的通信區(qū)域內(nèi)的移動站的功能。
本發(fā)明的移動站具有檢測與基站的通信狀況的功能；當檢測出的通信狀況劣化的情況下基于從基站所通知的周圍基站的業(yè)務信道信息切換到其它基站的業(yè)務信道(TCH)的功能。
本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)進一步具備總控制臺。該總控制臺通過有線等與多個基站連接。本發(fā)明的總控制臺具有控制移動站和基站的通信鏈路的線路交換功能；收集與各基站狀態(tài)有關的信息的功能；把與周圍基站的狀態(tài)有關的信息分配給各基站的功能。
因而，在本發(fā)明中，基站用自己的業(yè)務信道(TCH)的關聯(lián)控制信道，把在其它基站中的同一通話狀況作為周圍基站的業(yè)務信道信息，通知給自己的通信區(qū)域內(nèi)的移動站。所謂周圍基站的業(yè)務信道信息是從其它基站取得的信息，是確定在和移動站進行用戶信息通信中可以使用的業(yè)務信道(TCH)的信息。
在移動站在和基站的通信狀況劣化的情況下，基于從基站通知的周圍基站的通信信道信息切換到其它基站的業(yè)務信道(TCH)。因而，移動站不進行如以往那樣在切換到控制信道后切換到業(yè)務信道(TCH)這一處理順序，而可以根據(jù)周圍基站的業(yè)務信道信息迅速切換到其它基站的業(yè)務信道(TCH)。即，以必要的最小限度的處理進行迅速的越區(qū)切換處理。
如果采用本發(fā)明，因為移動站基于從基站通知的周圍基站的通信信道信息切換到其它基站的業(yè)務信道(TCH)，所以并不是如以往那樣暫時切換到控制信道，而是可以以必要的最小限度的切換時間進行越區(qū)切換。


圖1是表示涉及本發(fā)明的一個實施方式的移動通信系統(tǒng)的概略圖。
圖2是表示涉及本發(fā)明的一個實施方式的基站的主要構成的概略圖。
圖3是表示涉及本發(fā)明的一個實施方式的移動站的主要構成的概略圖。
圖4是說明涉及本發(fā)明的一個實施方式的越區(qū)切換處理概略的圖。
圖5是表示涉及本發(fā)明的一個實施方式的總控制臺的主要構成概略的圖。
圖6是說明涉及本發(fā)明的一個實施方式的越區(qū)切換處理概略的流程圖。
圖7是概略化表示涉及以往技術的越區(qū)切換處理的一部分的圖。
(當圖7刪除時，相應的文章也刪除)具體實施方式
參照附圖表示一個實施方式具體地說明本發(fā)明。
圖1表示涉及本發(fā)明的一個實施方式的城鄉(xiāng)數(shù)字移動通信系統(tǒng)的概要。進而，在本實施方式中說明用TDMA方式進行無線通信的情況。
圖1的城鄉(xiāng)數(shù)字移動通信系統(tǒng)具有多個基站1(以下，根據(jù)需要分別稱為基站A、基站B)；用無線網(wǎng)絡5連接在這些基站1上的總控制臺2；移動站3(以下，根據(jù)需要分別稱為移動站a、移動站b)。在由各基站1所形成的各自的無線通信區(qū)域4內(nèi)的移動站3與該基站1進行無線通信?；?把從總控制臺2發(fā)送的信息發(fā)送到移動站3。由此，還可以實現(xiàn)經(jīng)由基站1的多個移動站3之間的通信等。
另外，圖1示出用車載無線機所構成的移動站3。移動站3也可以由手機和無線收發(fā)機那樣的便攜無線機器構成。
由基站1形成的無線通信區(qū)域4配置成具有與由相鄰的其它基站1形成的無線通信區(qū)域4重疊的部分。因而，用多個基站1把寬闊的地區(qū)作為無線通信區(qū)域來覆蓋。
在此，如圖1所示，以在基站A的無線通信區(qū)域4中的2個移動站a、b經(jīng)由該基站A通話的情況為例子進行說明。當移動站b從該基站A的無線通信區(qū)域4移動到基站B的無線通信區(qū)域4的情況下，移動站b從基站A向基站B切換信道，進行越區(qū)切換。
進而，在本實施例中，說明傳送通話聲音的情況，但作為用戶信息傳送數(shù)據(jù)和傳真數(shù)據(jù)的情況也一樣。
本越區(qū)切換處理和以往相比可以迅速進行。這是因為基站1和移動站3和總控制臺2分別具有圖2、3、5所示那樣的功能構成的緣故。
如圖5所示，總控制臺2由線路交換功能21、各基站的狀態(tài)信息收集功能單元22、基站的狀態(tài)信息分配功能單元23組成。線路交換功能21控制移動站和基站的通信鏈接。各基站的狀態(tài)收集功能單元22收集與各基站的狀態(tài)有關的信息?；镜臓顟B(tài)信息分配功能單元23把與周圍基站的狀態(tài)有關的信息分配到各基站。
如圖2所示，基站1由和基站3進行無線通信處理的無線單元11、控制無線通信處理的控制單元12構成。控制單元12由線路控制功能13和周圍通話信道信息提供功能單元14和本站通話信道信息通知功能單元15構成。在此，基站1的線路控制功能13功能性地鏈接總控制臺2(參照圖5)的線路交換功能21。實質性控制基站1和移動站3之間的線路交換的是總控制臺2的線路交換功能21。基站1的線路控制功能13由總控制臺2的線路交換功能21控制。換句話說，線路控制功能13不包含在基站1的構成中也可以。
在基站1和移動站3之間的通話聲音(用戶信息)的無線通信使用被設置在TDMA幀中的用戶專用信道(USC)進行。本站通話信道通知功能單元15調(diào)查在本基站1中可以分配給通話聲音通信的空狀態(tài)的用戶專用信道(USC)。而后，本站通話信道通知功能單元15經(jīng)過網(wǎng)絡5并經(jīng)由總控制臺2把包含與該空狀態(tài)的USC有關的頻率信息、時隙信息、移動站的發(fā)送電力指定信息等的周圍基站的業(yè)務信道信息發(fā)送到其它基站。
這樣，將確定可以在從其它基站1向移動站3進行通話聲音通信中使用的USC的周圍基站的業(yè)務信道信息向基站1進行發(fā)送。接著，該基站1的周圍通話信道信息提供功能單元14用自己的業(yè)務信道(TCH)的低速關聯(lián)控制信道(SACCH)把該取得的其它基站1的周圍基站的業(yè)務信道信息通知給自己的通信區(qū)域內(nèi)的移動站3。以下，作為一實施例說明使用低速關聯(lián)控制信道(SACCH)的情況。另外，如果是可以和聲音傳送同時傳送并且具有盡可能傳送所希望的信息的容量的信道，則也可以使用低速關聯(lián)控制信道(SACCH)以外的信道。在本發(fā)明中，因為使用在通話通信中利用頻度少的信道和空信道，所以可以進行傳送效率好的通信。
因而，與某一基站1進行無線通信的移動站3取得與該基站相鄰的基站的USC的相關信息。在圖1所示的例子中，移動站b在用USC和基站A進行無線通信的同時，取得相鄰的基站B可以使用的與USC有關的信息。在此，移動站3可以取得到目前為止進行通信的基站1的周圍基站全部的與USC有關的信息。另外，移動站3也可以取得僅能夠成為移動目的地的基站的USC有關的的信息，或者，可以取得只與交錯的區(qū)域的USC有關的信息。
在上述低速關聯(lián)控制信道(SACCH)中從基站1提供給基站3的信息包含消息種類、網(wǎng)號碼信息八位字節(jié)數(shù)、網(wǎng)號碼、控制信息、控制信道構造信息、移動站發(fā)送電力指定、等待許可電平、等待劣化電平、電平測定時間、信道切換電平、信道切換時間間隔、周圍范圍判定用控制信道數(shù)、控制信道號碼、位置登錄計時、系統(tǒng)擴展信息構造、回送通信提供類別和時隙號碼、回送通信頻率代碼、所謂擴展信息要素長的以ARIB-STD-T79規(guī)定的各種信息，周圍基站通信信道判定用信道數(shù)和由切換目的地基站通信信道信息組成的周圍基站的業(yè)務信道信息。
而且，切換目的地基站通信信道信息包含識別切換目的地基站的基站號碼、確定切換目的地的USC頻率的頻率號碼、確定切換目的地的USC的時間時隙的時隙號碼、切換目的地的加擾代碼、確定在切換目的地的移動站發(fā)送電力值的移動站發(fā)送電力指定、其它信道信息。
移動站3如圖3所示，具有和基站1進行無線通信處理的無線單元31和控制無線通信的通信控制單元32。進而，通信控制單元32由接收電平檢測功能單元33和信道切換功能單元34構成。
在移動站3和基站1進行無線通信時，用接收電平檢測功能單元33檢測接收電平。此時，也可以同時檢測其它的基站(基站1的周圍的幾個基站或者全部的基站)的接收電平。另外，此接收電平檢測功能單元33用于檢測正在通信的基站的通信狀況。因而，如果是可以檢測和基站的通信狀況的裝置，也可以使用接收電平以外的裝置。
當被檢測出的接收電平下降到預先設定的閾值以下時，移動站3判斷和基站的通信狀況劣化了。而后，基站3基于從基站提供的周圍基站的業(yè)務信道信息，進行信道切換功能單元34切換傳送通話聲音的USC的處理。例如，假設移動站3因移動從基站1離開，位于相鄰的其它基站的無線通信區(qū)域邊緣。在這種情況下，移動站3因和基站1的通信狀況的劣化相對應，切換傳送通話聲音的其它的基站的USC的信道。在此，只要以從基站1發(fā)送的相鄰的基站信息和移動站3檢測出的各基站的接收電平等為基礎，確定新的基站即可。
參照圖4以及圖1說明本發(fā)明中的越區(qū)切換處理。
首先，在基站A的無線通信區(qū)域中的移動站a和移動站b使用由基站A分配的USC進行通話(步驟1)。在此通話中，移動站b在從基站A中從低速關聯(lián)控制信道(SACCH)取得周圍基站的業(yè)務信道信息的同時，檢測來自基站A的接收電平(步驟2)。
總控制臺2對于移動站3可以越區(qū)切換的基站，指示形成和基站1一樣的通信鏈路。移動站3當要越區(qū)切換的基站不清楚的情況下，總控制臺2可以指示對現(xiàn)在進行通信的基站周圍的全部基站形成和基站一樣的鏈接。換句話說，上述的總控制臺2的處理意味著在移動站3從基站A越區(qū)到基站B前，已形成基站B的通信鏈路。
而且，當移動站b通過向基站B一側移動致使基站A一側的接收電平劣化的情況下，移動站b基于已經(jīng)取得的與基站B有關的周圍基站的通信信道信息，確定從基站A向基站B切換業(yè)務信道(TCH)的頻率。而且，移動站3立即向作為下一切換目的地的基站B的通話通信用的USC切換頻率(步驟S3)。這樣進行信道頻率切換的移動站b使用基站B的USC經(jīng)由基站B以及基站A和移動站a繼續(xù)通話(步驟4)。
以下，參照圖7和圖4說明和以往技術相比較本發(fā)明的特征。另外，圖7是概略表示ARTB-STD-T79，F(xiàn)ig.4.7.1.7.3的順序的一部分的圖。為了方便，圖7示出與圖4相比較的對象部分。因而，圖7不是展示ARTB-STD-T79，F(xiàn)ig.4.7.1.7.3全部的圖。
以下，和以往技術比較，說明本發(fā)明的特征。
首先，在本發(fā)明中，在基站B中已經(jīng)形成通信鏈路。移動站判斷和現(xiàn)在的基站的通信為困難。此時，移動站不進行向控制信道的轉移，而切換業(yè)務信道(TCH)的頻率。實際上，在此移動站的動作中越區(qū)切換的處理結束。即，在本發(fā)明中，在切換通信信道(TCH)的頻率的微小時間中，移動站可以進行越區(qū)切換。這是因為在本發(fā)明中假設未來進行越區(qū)切換，預先已在另一基站形成通信鏈路。
另一方面，在以往技術中，移動站對基站請求想進行越區(qū)切換。從此時開始，各基站和總控制臺開始越區(qū)切換的準備。由此，知道以往技術比本發(fā)明在越區(qū)切換中需要時間。
另外，參照圖6說明本發(fā)明中的越區(qū)切換處理。
移動站3(例如，圖1的移動站b)經(jīng)由基站1(例如，圖1的基站A)進行通信(步驟601)?？偪刂婆_2的線路交換功能21確認進行上述通信。
總控制臺2的線路交換功能21對基站1的周圍基站(例如，圖1的基站B)指示形成和基站1同樣的通信鏈路(步驟602)，在此所謂周圍基站是與基站1相鄰的基站，是移動站3未來進行越區(qū)切換要進行通信的基站。因而，該基站數(shù)也許是一個，也許是多個。在此，為了方便，使用叫做周圍基站的名稱，但周圍基站具有和基站1同樣的構成。
周圍基站根據(jù)該指示形成和基站1同樣的通信鏈路。
形成同一通信鏈路的周圍基站從本站通話信道信息提供功能單元15向總控制臺2的基站狀態(tài)信息收集功能單元22發(fā)送該基站的信息，即，發(fā)送與通信鏈路有關的信息等(步驟S603)。
總控制臺2的基站狀態(tài)信息收集功能單元22從周圍基站取得上述基站的信息。
總控制基站2的基站狀態(tài)信息收集功能單元22以取得的基站信息為基礎，向基站1發(fā)送與周圍基站有關的信息(步驟S604)。
被發(fā)送的信息由基站1的周圍通話信道信息功能提供單元14接收。
基站1的周圍通話信道信息功能提供單元14把接收到的信息發(fā)送到移動站3(步驟S605)。
被發(fā)送到移動站的信息用移動站的信道切換功能單元34接收。
在移動站的通話中始終進行從步驟603至607的處理。
而后，移動站3的接收電平檢測功能單元33檢測接收電平(步驟606)。
如果檢測出的接收電平比規(guī)定的值高，則移動站3判斷和現(xiàn)在的基站1的通信狀況良好，繼續(xù)該通信(步驟S607)。
但是，如果檢測出的接收電平比規(guī)定的值低，則移動站3判斷和現(xiàn)在的基站1的通信為困難，選定新的基站(步驟608)。此時，使用在步驟605中接收到的周圍基站的信息。
而且，移動站3向新的基站進行越區(qū)切換，即，切換業(yè)務信道(TCH)(步驟609)。新的基站因為形成和前面一樣的通信鏈路，所以可以立即繼續(xù)進行通話(步驟610)。
在此，在移動站進行越區(qū)切換時，雖然和新的基站形成同一通信鏈路，但是需要取得與業(yè)務信道(TCH)的同步。在取得此同步期間，即在越區(qū)切換處理完成前，不收發(fā)如通信信號那樣的信號(參照圖4的左側)。
進而，在一個實施例中，可以在比超幀的長度(在一個例中是720毫秒)還短的時間中切換。
然后，在進行越區(qū)切換后，總控制臺2的線路交換功能21如可以進行下一越區(qū)切換那樣，和上述一樣，指示對越區(qū)切換后的基站(正在和移動站進行通信的基站)的周圍的基站形成同一通信鏈路。
例如可以在上述城鄉(xiāng)數(shù)字通信系統(tǒng)中采用本發(fā)明的構成。在本發(fā)明中，具有可以迅速并且可靠地進行越區(qū)切換，并且越區(qū)切換需要的時間短的特征。因而，例如如果將消防車和急救車等中設置成本發(fā)明的移動站，則在緊急通信和災害通信領域是有效的。
雖然就本發(fā)明的實施方式進行了以上闡述，但本領域技術人員應進一步認識到本發(fā)明并不限于這些內(nèi)容，在不脫離本發(fā)明的精神以及附加的權利要求的范圍內(nèi)可進行各種各樣的變更和修改。
權利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)，在通過切換業(yè)務信道進行越區(qū)切換的移動通信系系統(tǒng)中，其特征在于移動站；和該移動站進行通信的基站；和該基站相鄰，并且通過進行越區(qū)切換可以和上述移動站進行通信的其它基站，上述基站具有從上述其它基站取得可以和上述移動站通信的業(yè)務信道的信道信息的功能；用和業(yè)務信道同時傳送的控制信道向上述移動站通知上述信道信息的功能，上述移動站具有檢測與上述基站的通信狀況的功能；在該被檢測出的通信狀況劣化的情況下基于上述所通知的信道信息切換到上述其它基站的業(yè)務信道的功能。
2.根據(jù)權利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于上述信道信息對于可以使用的業(yè)務信道，至少包含頻率信息、時隙信息、移動站的發(fā)送功率指定信息，業(yè)務信道是被設置在TDMA幀中的用戶專用信道。
3.根據(jù)權利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于上述移動站和上述基站以TDMA方式進行通信，和業(yè)務信道同時傳送的控制信道是低速關聯(lián)控制信道。
4.根據(jù)權利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于上述總控制臺進一步具備分別和上述基站和上述其它基站連接的總控制臺，該總控制臺在上述移動站和上述基站通信時，對上述其它基站形成和上述基站相同的通信鏈路。
5.根據(jù)權利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于上述移動站不向控制信道轉移，而從上述基站向上述其它基站進行越區(qū)切換。
6.一種越區(qū)切換方法，是在移動通信系統(tǒng)中通過切換業(yè)務信道進行越區(qū)切換的方法，包含從其它基站向基站通知可以和移動站進行通信的業(yè)務信道的信息的步驟；用和業(yè)務信道同時傳送的控制信道從上述基站向上述移動站通知上述信息的步驟；由上述移動站檢測與上述基站的通信狀況的步驟；當該檢測出的通信狀況劣化的情況下，基于上述已通知的信息，由上述移動站從上述基站的業(yè)務信道切換到上述其它基站的業(yè)務信道的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以必要的最小限度的切換時間迅速地進行伴隨無線通信區(qū)域的變更的越區(qū)切換的移動通信系統(tǒng)?；緩钠渌救〉么_定可以在移動站(3)的通信中使用的用戶專用信道(USC)的周圍基站的業(yè)務信道信息，用自己的業(yè)務信道的低速關聯(lián)控制信道把該周圍基站的業(yè)務信道信息通知給自己的無線通信區(qū)域內(nèi)的移動站。移動站檢測和基站現(xiàn)在通信中的接收電平，當通信狀況劣化的情況下，基于從基站通知的周圍基站的業(yè)務信道信息切換到其它基站的USC繼續(xù)進行通話通信。
文檔編號H04W36/12GK1620183SQ200410094939
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權日2003年11月21日
發(fā)明者吉田登昭, 森田滿雄, 二木淳吉, 日向野貴光, 宮川昭久 申請人:株式會社日立國際電氣