專利名稱：越區(qū)切換方法和蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中保證移動臺的越區(qū)切換的方法，該蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)包含至少一個基站系統(tǒng)和至少一個移動臺，基站系統(tǒng)包含至少兩個基站和至少一個基站控制器，并且基站有一個覆蓋區(qū)，即小區(qū)。在越區(qū)切換中，當(dāng)移動臺從一個服務(wù)小區(qū)移動到相鄰小區(qū)時，服務(wù)小區(qū)的基站和移動臺之間的雙向無線連接變?yōu)橄噜徯^(qū)的基站和移動臺之間的雙向無線連接。
背景技術(shù)：
在越區(qū)切換中，在用戶沒有察覺的情況下，服務(wù)小區(qū)的基站和移動臺之間存在的無線連接變?yōu)樵谀硞€其它信道上鄰近小區(qū)(即相鄰小區(qū))的基站和移動臺之間的雙向無線連接，也就是由越區(qū)切換引起的對無線連接至少可能的干擾將保持最小。然而，并不總是能在不被注意的情況下實(shí)現(xiàn)越區(qū)切換，因?yàn)樵谝苿优_相對基站移動的運(yùn)作環(huán)境下，由于地道、橋梁或建筑物，無線電波的傳播被阻止，無線連接將會丟失。然而，由于移動臺回到另外某個基站的覆蓋區(qū)，在很短時間內(nèi)繼續(xù)連接是可能的。
因此，在理論上，越區(qū)切換暫時丟失連接后繼續(xù)連接上是可能的。這種丟失的一個重要原因就是移動臺非常快地越過小區(qū)間的邊界，沒有足夠的時間正確實(shí)現(xiàn)越區(qū)切換。
一個已丟失的無線連接試圖通過現(xiàn)有技術(shù)的重建連接的功能來恢復(fù)。在那種情況下，移動臺從它已知的信道中選擇信號最強(qiáng)的信道，并向該小區(qū)的基站發(fā)送一個連接重建請求。如果連接是在網(wǎng)絡(luò)級上被破壞，則問題就嚴(yán)重了，在這種情況下，連接不可避免地丟失了。這是因?yàn)楫?dāng)連接丟失時，在移動交換中心，一個定時器將被起動。如果移動交換中心在定時器終止之前接收不到有關(guān)重建請求的信息，這將破壞與丟失的連接有關(guān)的所有信息。即使在定時器終止之前有時間重建連接，由于連接看起來被中斷和中斷持續(xù)太長，可能出現(xiàn)呼叫的另一方關(guān)斷連接的情況。在GSM移動通信系統(tǒng)(Michel Mouly and Marie-Bernadette Pautet，1992，ISDN2-9507190-0-0-7)的第412頁到第415頁討論了呼叫重建功能和與之有關(guān)的各種不確定性。在這一點(diǎn)上，人們希望在未來系統(tǒng)中能以更好的方式來解決。
發(fā)明特征本發(fā)明的目的是消除與已知方案相關(guān)的問題。
這可以用在前序部分所述的方法來獲得，其特征在于，相鄰小區(qū)的基站在越區(qū)切換中模仿了服務(wù)小區(qū)的基站。
本發(fā)明同時涉及一個包含至少一個基站系統(tǒng)和至少一個移動臺的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，基站系統(tǒng)包含至少兩個基站和至少一個基站控制器，并且基站有一個覆蓋區(qū)，即小區(qū)。在越區(qū)切換中，當(dāng)移動臺從一個服務(wù)小區(qū)移動到相鄰小區(qū)時，服務(wù)小區(qū)的基站和移動臺之間的雙向無線連接變?yōu)橄噜徯^(qū)的基站和移動臺之間的雙向無線連接。
本系統(tǒng)特征在于，在越區(qū)切換中安排相鄰小區(qū)的基站模仿服務(wù)小區(qū)的基站。
用本發(fā)明中所述的方法可以獲得一些優(yōu)點(diǎn)。最明顯的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明確保一個越區(qū)切換，在那種情況下，不必用到不確定連接的重建功能。這樣，暫時被中斷的連接能夠更確切地保存。網(wǎng)絡(luò)使用者把這看作服務(wù)質(zhì)量的提高，因?yàn)樵谶@種原先可能丟失連接的情況下，避免了連接的丟失。
本發(fā)明的系統(tǒng)具有與上述方法相同的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選實(shí)施例和其它更詳細(xì)的實(shí)施例強(qiáng)調(diào)了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。顯然，優(yōu)選實(shí)施例和其它更詳細(xì)的實(shí)施例能夠互相合并成不同的組合來獲得期望的技術(shù)效果。
附圖簡述下面，將參考隨后的附圖的例子更詳盡地解釋本發(fā)明。其中，

圖1顯示了本發(fā)明的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中本發(fā)明必不可少的部分，圖2是顯示發(fā)明中的時間計算的示意性說明。在時間上，相鄰小區(qū)的基站向移動臺發(fā)送一個信號來模仿服務(wù)小區(qū)的基站。
優(yōu)選實(shí)施例的描述先研究圖1。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可用于任何蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中，以確保移動臺120的越區(qū)切換。下面，將參照GSM系統(tǒng)來描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅限于此。蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)典型地由基站系統(tǒng)組成?；鞠到y(tǒng)包含至少兩個基站102、104和至少一個基站控制器100?；?02、104包含一個覆蓋區(qū)，即小區(qū)110、112。移動臺120在小區(qū)110、112中移動。移動臺120也能移動越過小區(qū)110和112之間的邊界114。在服務(wù)小區(qū)110的基站102和移動臺120之間有一個雙向無線連接130。一個越區(qū)切換是指，當(dāng)移動臺120從服務(wù)小區(qū)110移動到相鄰小區(qū)112時，服務(wù)小區(qū)110的基站102和移動臺120之間的雙向無線連接130變?yōu)橄噜徯^(qū)112的基站104和移動臺120之間的雙向無線連接132。
遵照本發(fā)明，在越區(qū)切換中，相鄰小區(qū)112的基站104模仿了服務(wù)小區(qū)110的基站102。在模仿中，相鄰小區(qū)112的基站104向移動臺120送出一個越區(qū)切換命令，好象該命令是由服務(wù)小區(qū)110的基站102發(fā)出的。
在本發(fā)明的首選實(shí)施例中，該方法以下述方式來實(shí)現(xiàn)。首先，以正常方式建立一個連接130，即基站控制器100起動服務(wù)小區(qū)110的基站102和移動臺120之間的連接130。然后，基站控制器100通過提供所使用的無線連接130的規(guī)范參數(shù)，起動服務(wù)小區(qū)110的相鄰小區(qū)112的至少一個基站104，進(jìn)入備用狀態(tài)。移動臺120向某個相鄰小區(qū)112移動，并且設(shè)為備用狀態(tài)的相鄰小區(qū)112的基站104監(jiān)測是否在它的小區(qū)112中檢測到移動臺120。當(dāng)移動臺120移動越過服務(wù)小區(qū)110和相鄰小區(qū)112之間的邊界114時，相鄰小區(qū)112的基站104把這一事件通知給基站控制器100。依靠這種情形，基站控制器100知道服務(wù)小區(qū)110的基站102和移動臺120之間的連接130被中斷了，或者是通過服務(wù)小區(qū)110的基站102不可能實(shí)現(xiàn)一個正常的越區(qū)切換了，或者是一個成功的越區(qū)切換將更可能通過相鄰小區(qū)112的基站104來實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，基站控制器100從服務(wù)小區(qū)110的基站102恢復(fù)有關(guān)連接130的所有信息并把該信息發(fā)送給相鄰小區(qū)112的基站104，并且結(jié)束服務(wù)小區(qū)110的基站102處與連接130有關(guān)的所有業(yè)務(wù)。之后，相鄰小區(qū)112的基站104計算一個正確的定時提前?；究刂破?00通過使用從原先的服務(wù)小區(qū)110的基站102獲得的與連接130有關(guān)的信息，命令相鄰小區(qū)112的基站104繼續(xù)連接132，好象它是原先的服務(wù)小區(qū)110的基站102。基站控制器100給相鄰小區(qū)112的基站104一個越區(qū)切換命令，之后，相鄰小區(qū)112的基站104實(shí)現(xiàn)一個正常的越區(qū)切換步驟，并且它的小區(qū)成為連接132的服務(wù)小區(qū)112。最后，基站控制器100從原先的服務(wù)小區(qū)110的基站102中撤消連接到連接130的資源。
移動臺120穿過的小區(qū)110和112之間的邊界114是由相鄰小區(qū)112的基站104在對移動臺120的無線場強(qiáng)測量的基礎(chǔ)上檢測出。
為了減少基站104的負(fù)載，能夠?qū)υ摴δ苓M(jìn)行優(yōu)化使得基站控制器100僅設(shè)置這樣的基站104進(jìn)入備用狀態(tài)，在這樣的基站104，移動臺120可能快速移動穿過小區(qū)110和112之間的邊界114。
由于本發(fā)明方法的有效性，越區(qū)切換區(qū)域的界限140，也就是實(shí)現(xiàn)越區(qū)切換的區(qū)域，比通常的要小。
通過優(yōu)化減少基站104的負(fù)載的另一種方法是在小區(qū)尺寸很小的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中，不計算定時提到的值來糾正由基站104與移動臺120之間距離引起的傳播延遲，因?yàn)檫@種情況下的傳播延遲也很小。
如果不能使用提出的優(yōu)化方法，計算可以按圖2所述的下面的方式來實(shí)現(xiàn)。服務(wù)小區(qū)110的基站102在時間T向移動臺120送出一個信號。移動臺120在時間T1接收到由服務(wù)小區(qū)110的基站102送出的信號。移動臺120在時間T2把該信號送給服務(wù)小區(qū)110的基站102，其中考慮了定時提前TA。相鄰小區(qū)112的基站104知道從相鄰小區(qū)112的基站104到服務(wù)小區(qū)110的基站102的距離D1，D1表示為信號傳播延遲。相鄰小區(qū)112的基站104在時間T接收了服務(wù)小區(qū)110的基站102在時間T’發(fā)送到移動臺120的信號。相鄰小區(qū)112的基站104計算服務(wù)小區(qū)110的基站102發(fā)送信號的時間，即時間T，從T’中減去D1來得到。相鄰小區(qū)112的基站104計算移動臺120向服務(wù)小區(qū)110的基站102發(fā)送信號的時間T2，從時間T中減去TA的一半，即TA／2來得到。相鄰小區(qū)112的基站104在時刻T2’接收到移動臺120發(fā)送給服務(wù)小區(qū)110的基站102的信號。相鄰小區(qū)112的基站104計算到移動臺120的距離D2，D2表示為信號傳播延遲，從時間T2’中減去T2求得。最后，相鄰小區(qū)112的基站104使用參數(shù)T1和D2，從T1中減去D2，計算相鄰小區(qū)112的基站104向移動臺120發(fā)送信號的時間T3，好象它是服務(wù)小區(qū)110的基站102。
該方法用于蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中，其中對現(xiàn)有技術(shù)的方法所需的變化是在越區(qū)切換中，相鄰小區(qū)112的基站104被用于模仿服務(wù)小區(qū)110的基站102。在那種情況下，系統(tǒng)的新功能為相鄰小區(qū)112的基站104被安排監(jiān)測服務(wù)小區(qū)110的至少一個移動臺120。而且，相鄰小區(qū)112的基站104和／或者基站控制器100準(zhǔn)備接收由服務(wù)小區(qū)110的基站102發(fā)出的有關(guān)無線連接130的信息，并計算相鄰小區(qū)的基站104向移動臺120發(fā)送信號的時間。監(jiān)測由基站104現(xiàn)有的測量接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)，例如通過一個正常接收機(jī)或一個測試者的接收機(jī)。與現(xiàn)有技術(shù)的參數(shù)處理一樣，與無線連接130有關(guān)的信息的接收在相鄰小區(qū)112的基站104和／或者基站控制器100中實(shí)現(xiàn)。與無線連接130有關(guān)的信息包含無線信道的描述、一個訓(xùn)練序列、一個定時提前和一個加密鑰。傳輸時間的計算在相鄰小區(qū)112的基站104和／或者基站控制器100中以上述方式實(shí)現(xiàn)。最簡單地，本發(fā)明可以作為一個軟件來實(shí)現(xiàn)。軟件能存入基站104和／或者基站控制器100的存儲器中，并在設(shè)備中包含的處理器中被處理。本應(yīng)用也能通過一般的處理器或信號處理器或者一個單獨(dú)的邏輯來實(shí)現(xiàn)。
盡管上面已參考附圖的例子對本發(fā)明作了解釋，很明顯，本發(fā)明不僅局限于此，在隨后權(quán)利要求中公開的創(chuàng)造性思想的范圍內(nèi)，可以以各種方式作更改。
權(quán)利要求
1.一種在蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中保證移動臺的越區(qū)切換的方法，該蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)包含至少一個基站系統(tǒng)和至少一個移動臺(120)，基站系統(tǒng)包含至少兩個基站(102，104)和至少一個基站控制器(100)，并且基站(102，104)有一個覆蓋區(qū)，即小區(qū)(110，112)，在越區(qū)切換中，當(dāng)移動臺(120)從一個服務(wù)小區(qū)(110)移動到相鄰小區(qū)(112)時，在服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)和移動臺(120)之間的雙向無線連接(130)變?yōu)橄噜徯^(qū)(112)的基站(104)和移動臺(120)之間的雙向無線連接(132)，其特征在于在越區(qū)切換中，相鄰小區(qū)(112)的基站(104)模仿了服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在模仿中，相鄰小區(qū)(112)的基站(104)向移動臺(120)發(fā)送一個越區(qū)切換命令，好象它是由服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)發(fā)出的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于基站控制器(100)起動服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)和移動臺(120)之間的連接；基站控制器(100)通過提供所使用的無線連接(130)的規(guī)范參數(shù)來起動相鄰小區(qū)(112)的至少一個基站(104)，使之進(jìn)入備用狀態(tài)；移動臺(120)移向某個相鄰小區(qū)(112)，并且設(shè)置為備用狀態(tài)的相鄰小區(qū)(112)的基站(104)在它自己的小區(qū)(112)中監(jiān)測是否檢測到移動臺(120)；當(dāng)移動臺(120)穿過服務(wù)小區(qū)(110)和相鄰小區(qū)(112)之間的邊界(114)時，相鄰小區(qū)(112)的基站(104)就把該事件通知給基站控制器(100)；基站控制器(100)知道服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)和移動臺(120)之間的連接(130)被中斷了，或者是通過服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)不可能實(shí)現(xiàn)一個正常的越區(qū)切換了，或者是一個成功的越區(qū)切換將更可能通過相鄰小區(qū)(112)的基站(104)來實(shí)現(xiàn)；基站控制器(100)從服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)恢復(fù)有關(guān)連接(130)的所有信息，并把該信息發(fā)送給相鄰小區(qū)(112)的基站(104)，并且結(jié)束服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)處與連接(130)有關(guān)的所有業(yè)務(wù)；相鄰小區(qū)(112)的基站(104)計算一個正確的定時提前；基站控制器(100)通過使用從原先的服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)獲得的與連接(130)有關(guān)的信息，命令相鄰小區(qū)(112)的基站(104)繼續(xù)連接(132)，好象它是原先的服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)；基站控制器(100)給相鄰小區(qū)(112)的基站(104)一個越區(qū)切換命令，之后，相鄰小區(qū)(112)的基站(104)實(shí)現(xiàn)一個正常的越區(qū)切換步驟，并且它的小區(qū)成為連接(132)的服務(wù)小區(qū)(112)；最后，基站控制器(100)從原先的服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)中撤消連接到連接(130)的資源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于移動臺(120)穿過的服務(wù)小區(qū)(110)和相鄰小區(qū)(112)之間的邊界(114)，由相鄰小區(qū)(112)的基站(104)在對移動臺(120)的無線場強(qiáng)測量的基礎(chǔ)上檢測出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于基站控制器(100)僅設(shè)置這樣的基站(104)進(jìn)入備用狀態(tài)，在這樣的基站(104)，移動臺(120)可能快速移動穿過小區(qū)(110，112)之間的邊界(114)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于越區(qū)切換區(qū)域的界限(140)比通常的要小。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于在小區(qū)尺寸很小的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中，不計算定時提前的值來糾正由基站(102，104)與移動臺(120)之間距離引起的傳播延遲，因?yàn)檫@種情況下的傳播延遲很小。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)在時間T向移動臺(120)送出一個信號；移動臺(120)在時間T1接收到由服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)送出的信號；移動臺(120)在時間T2送一個信號給服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)，其中考慮了定時提前TA；相鄰小區(qū)(112)的基站(104)知道從相鄰小區(qū)(112)的基站(104)到服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)的距離D1，D1被表示為信號傳播延遲；相鄰小區(qū)(112)的基站(104)在時間T接收了服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)在時間T’發(fā)送到移動臺(120)的信號；相鄰小區(qū)(112)的基站(104)通過使用參數(shù)T’和D1，從T’中減去D1，計算服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)發(fā)送信號的時間，即時間T；相鄰小區(qū)(112)的基站(104)使用參數(shù)T和TA從而從時間T中減去TA的一半，即TA／2，計算移動臺(120)發(fā)送信號給服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)的時間T2；相鄰小區(qū)(112)的基站(104)在時間T2’接收到移動臺(120)發(fā)送給服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)的信號；相鄰小區(qū)(112)的基站(104)通過使用參數(shù)T2和T2’，即從T2’中減去T2，計算到移動臺(120)的距離D2，D2被表示為信號傳播延遲；相鄰小區(qū)(112)的基站(104)使用參數(shù)T1和D2，即從T1中減去D2，計算相鄰小區(qū)(112)的基站(104)向移動臺(120)發(fā)送信號的時間T3，好象它是服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)。
9.一個蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，包含至少一個基站系統(tǒng)和至少一個移動臺(120)，基站系統(tǒng)包含至少兩個基站(102，104)和至少一個基站控制器(100)，并且基站(102，104)有一個覆蓋區(qū)，即小區(qū)(110，112)，在越區(qū)切換中，當(dāng)移動臺(120)從一個服務(wù)小區(qū)(110)移動到相鄰小區(qū)(112)時，在服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)和移動臺(120)之間的雙向無線連接(130)變?yōu)橄噜徯^(qū)(112)的基站(104)和移動臺(120)之間的雙向無線連接(132)，其特征在于在越區(qū)切換中，相鄰小區(qū)(112)的基站(104)被安排模仿服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于相鄰小區(qū)(112)的基站(104)被安排監(jiān)測在服務(wù)小區(qū)(110)的至少一個移動臺(120)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于相鄰小區(qū)(112)的基站(104)和／或者基站控制器(100)被安排接收由服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)發(fā)出的有關(guān)無線連接(130)的信息，并且計算相鄰小區(qū)(112)的基站(104)向移動臺(120)發(fā)送信號的時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及越區(qū)切換方法和蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)。在越區(qū)切換中,當(dāng)移動臺(120)從一個服務(wù)小區(qū)(110)移動到相鄰小區(qū)(112)時,服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)和移動臺(120)之間的雙向無線連接(130)就變?yōu)橄噜徯^(qū)(112)的基站(104)和移動臺(120)之間的雙向無線連接(132)。遵照本發(fā)明,相鄰小區(qū)(112)的基站(104)在越區(qū)切換中通過向移動臺發(fā)送一個好象是由服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)送出的越區(qū)切換命令,來模仿服務(wù)小區(qū)(110)的基站(102)。同時給出了計算正確傳輸時間的方法。
文檔編號H04W36/08GK1206543SQ97191536
公開日1999年1月27日 申請日期1997年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月23日
發(fā)明者皮特里·霍坎寧 申請人:諾基亞電信公司