專利名稱：在移動通信系統(tǒng)中報告測量信息的方法
技術領域：
本發(fā)明一般來說涉及移動電話領域，尤其是涉及在移動通信系統(tǒng)中用于改進測量報告的方法。
相關技術描述在移動電話系統(tǒng)中，像多重復用型式(MRP)這樣復雜，高性能頻率分配方案的出現(xiàn)，使得頻率計劃過程對于移動通信網(wǎng)的操作者來說已經(jīng)成為越來越費力的事。結果，為了對關于自動頻率計劃方案日益增長的需求作出響應，一種新的稱為“自動頻率分配”(AFA)用于蜂窩通信系統(tǒng)的頻率計劃算法已經(jīng)由Telefonaktiebolaget LM Ericsson(publ)開發(fā)出來。AFA被看成是一種簡化頻率計劃的合適技術，同時仍然能使操作者獲得非常接近于采用人工MRP方案可以獲得的系統(tǒng)能力。
通常，AFA利用一種迭代算法，自動地，經(jīng)常地重復改變網(wǎng)絡的小區(qū)計劃(使無線電干擾為最小)并逐步地改進無線電環(huán)境的質量。在對于頻率計劃的AFA方法背后的基本思路是在網(wǎng)中的每個小區(qū)監(jiān)測操作者可得到的所有頻率(或所有子集)中的信號強度。將在每個頻率上測得的信號強度用來估計如果該頻率被使用時可能產(chǎn)生的干擾。如果任何未被分配的頻率具有比已分配的頻率低的估計干擾，則就進行頻率切換。因此，由具有最低估計干擾的頻率替代具有最高干擾的已分配頻率。AFA算法重復這種步驟(迭代方式)直到無進一步改善(用載波與干擾之比或C/I來表示)可獲得為止。
可論證的是，對于頻率計劃的目的來說，只測量上行信號強度就足夠了，因為這些測量通常指明攜帶通話量的那些頻率。然而，至少有兩個非常重要的理由說明為什么也應該測量下行的信號強度。首先，為了使頻率計劃最佳，干擾環(huán)境應該在大多數(shù)信號通信量出現(xiàn)的小區(qū)中測量。
一種可以采用的技術是在確定小區(qū)的基站上測量下行干擾。然而，因為這種測量只在一點上進行(例如，在測量用接收機天線所在的地方)，從測試與運行的觀點看，這樣一個讀數(shù)是完全不充分的。
另一種可以采用的技術是將干擾測量設備放在小區(qū)中許多不同的，固定的位置上。因此，蜂窩中下行干擾可在所有這些位置上進行測量。然而，這種辦法需要購買大量的測量設備，對安裝與維護來說是相當花錢的。事實上，這種添加的成本已經(jīng)超過在小區(qū)中許多位置上進行的下行干擾測量得到的潛在好處。正如以前提到過的，為了獲得采用這樣一種下行測量辦法的最佳結果，該測量設備應該放在小區(qū)大多數(shù)通信量出現(xiàn)的地方，但在典型的情況下，網(wǎng)絡操作者事先并不具有這樣的知識。
其次，當今的大多數(shù)蜂窩通信系統(tǒng)使用扇形(單向)蜂窩天線以改進網(wǎng)絡性能。然而，在蜂窩的基站上進行的上行測量并不檢測在基站天線的扇面以外的通信量。換句話說，位于扇形蜂窩基站天線后面的地區(qū)中的移動終端產(chǎn)生的無線電干擾未被檢測出。
在用于移動通信(GSM)的數(shù)字蜂窩全球系統(tǒng)中，要求由移動終端進行下行測量。典型情況下，當處于休閑模式時，移動終端有充裕的時間進行下行測量，但是，所有終端測量結果傳遞到基站應該占有盡可能少的系統(tǒng)資源來實現(xiàn)(例如，被分配的頻譜)。
在現(xiàn)有的蜂窩通信系統(tǒng)(例如，GSM)中，在休閑模式中由移動終端收集的信號強度測量結果只在體閑模式期間由移動終端使用。另一方面，在工作模式中由移動終端收集的測量結果在連接的工作周期期間被傳送(報告給)給網(wǎng)絡。然而，與現(xiàn)有的系統(tǒng)有關的一個問題是在體閑模式中由移動終端收集的測量結果根本不報告給網(wǎng)絡。事實上，至今為止，還未要求移動終端報告它們的休閑模式測量結果給網(wǎng)絡。因此，對于移動終端來說，還沒有規(guī)定好的可用的辦法，以便將它們的休閑模式測量結果傳送給網(wǎng)絡。因此，為了網(wǎng)絡根據(jù)下行測量數(shù)據(jù)對基站的任何關于無線電環(huán)境的決策，網(wǎng)絡必須使用在工作模式中由移動終端報告的測量數(shù)據(jù)。這種工作模式測量數(shù)據(jù)被報告給網(wǎng)絡主要是用于控制轉交以及調節(jié)特定的無線電連接的功率。
如果將工作模式測量數(shù)據(jù)用于轉交控制與功率調節(jié)以外的目的，則問題就提出來了，因為矛盾的要求可能被擺在收集到的數(shù)據(jù)上。例如，轉交控制功能要求使用來自緊靠服務小區(qū)的鄰近蜂窩的下行信號強度測量數(shù)據(jù)。另一方面，頻率分配控制功能要求使用來自遠鄰的下行信號強度測量數(shù)據(jù)。這樣一種使用下行信號強度測量數(shù)據(jù)方面的矛盾可導致在規(guī)定哪個小區(qū)要測量上的折衷，這就降低了兩種功能的性能。另外一種但有關連的問題是工作在工作模式中的移動終端并不有像在休閑模式中工作的移動終端那樣多的時間去進行測量工作。
值得注意的是，如果由工作在休閑模式中的移動終端進行的測量可被網(wǎng)絡使用，那末網(wǎng)絡操作者可得到較大的自由度來選擇要測量的參數(shù)，因為移動終端比它們在工作模式下有較多的時間來進行測量。然而，如果不引入會對空中接口加上附加負載的額外的測量報告信息，目前不可能將這種測量信息傳送到無線電網(wǎng)絡控制機構。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是使移動終端能夠將測量信息傳送到網(wǎng)絡而沒有增加空中接口負載或降低系統(tǒng)性能。
本發(fā)明還有一個目的是使基于信號強度測量的下行干擾估值能用于自動或自適應頻率計劃的目的。
本發(fā)明另一個目的是使網(wǎng)絡能夠使用在休閑模式中等待著的移動終端獲得的信息。
本發(fā)明另一個目的是給網(wǎng)絡操作者在選擇要測量的參數(shù)方面有更大的靈活性。
依據(jù)本發(fā)明，以上及其它的目的通過一種方法達到了，這種方法就是使移動終端能夠從休閑模式(通電并且等待呼叫啟動)切換到工作模式(呼叫連接)，并且當一個專用的通信信道被指定后立即開始發(fā)送測量信息到網(wǎng)絡。在該最佳實施方案中，測量數(shù)據(jù)在慢速副控制信道上被傳送到網(wǎng)絡。在第一可得到的慢速副控制信道周期之間傳送到網(wǎng)絡的測量信息的第一報告包含移動終端在休閑模式中等待時獲得的數(shù)據(jù)。然后，移動終端根據(jù)在工作模式中獲得的數(shù)據(jù)將測量信息傳送到網(wǎng)絡。
附圖簡述通過參考以下結合附圖的詳述會對本發(fā)明的方法及設備有更完全的理解，其中

圖1是一種可用于實現(xiàn)本發(fā)明的示范性移動通信系統(tǒng)的方框圖；和圖2是依據(jù)本發(fā)明的最佳實施方案，用作說明一種采用時分多址(TDMA)方案的下行與上行幀格式的簡圖。
附圖詳述本發(fā)明的最佳實施方案及其優(yōu)點通過參考附圖的圖1-2將得到最充分的理解，各附圖中同樣的及相應的部件使用同樣的標號。
如前所述，當一個GSM移動終端第一次連到網(wǎng)上時，移動終端并沒有關于慢速副控制信道(SACCH)周期定時的先前知識，因為這樣的GSM移動終端經(jīng)常在接近SACCH周期的中間被連到它們的網(wǎng)上，因而在此周期的剩余部分期間進行的測量是不完全的。結果，報告給網(wǎng)絡的第一測量數(shù)據(jù)是無用的。如下所述，按本發(fā)明運行的移動終端便利地使用第一完全SACCH周期以提供有用的測量數(shù)據(jù)給網(wǎng)絡。
從本質上講，依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，當一個工作連接在一個移動終端與網(wǎng)絡基站之間首次啟動時，當一個專用信道被分配后，移動終端立即開始發(fā)送測量報告給網(wǎng)絡，測量信息是在慢速副控制信道上被傳送給網(wǎng)絡的。在專用信道上第一完全慢速副控制信道周期期間被傳送到網(wǎng)絡的第一測量報告包含移動終端在休閑模式等待期間獲得的測量數(shù)據(jù)。在相繼的慢速副控制信道周期期間，移動終端基于在工作模式中獲得的數(shù)據(jù)傳送測量信息。
特別地，圖1是可用于實現(xiàn)本發(fā)明的一種示范性移動通信系統(tǒng)10的方框圖。對于此實施方案，所示的示范性系統(tǒng)(10)是蜂窩GSM，但本例僅用于說明的目的，本發(fā)明并不指望限于任何特定的移動通信系統(tǒng)。事實上，本發(fā)明的概念也可被用于覆蓋其它遠程通信領域，例如衛(wèi)星通信，其中一個移動終端首先在一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的上行建立工作連接。蜂窩系統(tǒng)10可以包括多個移動終端(作為例子示出一個移動終端12)，通過無線電空中接口與基本發(fā)送接收機站(BTS)天線14通信。BTS天線14規(guī)定系統(tǒng)10的移動網(wǎng)中一個蜂窩的覆蓋范圍，包括BTS14的多個BTS(未明確示出)由基站控制器(BSC)16控制，控制蜂窩網(wǎng)中轉交及通信分配這樣一些功能。多個BSC(未明確示出)被連到移動服務交換中心(MSC)18，控制發(fā)往與來自其它電話和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(未明確示出)的呼叫，例如，公共交換電話網(wǎng)(PSTN)，集成服務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)，公共地面移動網(wǎng)(PLMN)，公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)，或一個或多個私人網(wǎng)絡。在GSM中，例如，如果PSTN中的某人想呼叫GSM用戶(12)，在PSTN中的交換局將此呼叫連到一個入口，如果入口被實現(xiàn)在MSC 18中。那末MSC 18被稱為入口MSC(GMSC)。MSC18被連到訪問者位置寄存器(VLR)20，它是一個數(shù)據(jù)庫，包含當前位于MSC地區(qū)中所有移動終端(12)的信息。MSC18也被連到主位置寄存器(HLR)22，它是網(wǎng)絡的主要數(shù)據(jù)庫。HLR22包含用戶信息，例如輔助服務，鑒別參數(shù)，以及關于用戶移動站位置的信息(例如，當前移動終端位于哪個MSC區(qū)域中)。
通常，在GSM中，信號強度測量既在休閑模式(例如，當移動站接通電源并在周圍移動時)也在工作模式中進行。當移動終端12開始“上電”時，進行初始蜂窩選擇。當上電后進入休閑模式時，移動終端12掃描分配給GSM的所有無線電頻率，為這些頻率中每一個計算平均信號強度，移動終端調諧到最強(最高平均電平)的載波并確定是否它是廣播控制信道(BCCH)載波。在GSM中，移動終端通過搜索在BCCH載波的時隙“0”中發(fā)送的頻率校正脈沖串來確定這一點，如果最強的載波是BCCH載波，移動終端試圖同步到此載波并讀BCCH數(shù)據(jù)(例如，系統(tǒng)信息消息)，如果移動終端可將BCCH數(shù)據(jù)成功地解碼并且數(shù)據(jù)指明此蜂窩是合適的，那末移動終端將鎖到或“預占”此蜂窩，在GSM中，如果(1)此蜂窩屬于所選的PLMN；(2)此蜂窩并未被禁止出入；和(3)路徑損失準則，C1，大于“0”，則此蜂窩是“合適的”。否則，移動終端調諧到第二最強載波上，以此類推，搜索合適的蜂窩。
而且，在休閑模式時，移動終端(12)除了按時間表監(jiān)聽通信聯(lián)絡消息(或將BCCH信息解碼)以外均處于“休眠”模式中。在GSM中，在BCCH上傳送的所有系統(tǒng)信息消息每30秒鐘至少讀一次，以監(jiān)測蜂窩參數(shù)的變化(例如，此蜂窩可在此期間被禁止)。當監(jiān)聽它自己用于通信聯(lián)絡消息的通信聯(lián)絡組時，移動終端(12)在分派給預先規(guī)定的鄰近蜂窩的某些頻率上取測量樣本。在GSM中，要求移動終端為每個預先規(guī)定的鄰近蜂窩取至少五個測量樣本。因此，網(wǎng)絡在BCCH上發(fā)送(例如，通過BTS天線14)BCCH分配(BA)表，通知移動終端12為了蜂窩重新選擇的目的應該監(jiān)測(預先規(guī)定的鄰近蜂窩)哪些BCCH載波。移動終端12試圖為預先規(guī)定的鄰近蜂窩中六個最強中每一個檢查基站標識碼(BSIC)，至少每30秒鐘一次，以確認它仍在監(jiān)測相同的蜂窩。如果移動終端對于一個特定的蜂窩檢測到BSIC中的變化，那末此載波被看作一個新載波并重新確定此新載波的BCCH數(shù)據(jù)。在休閑模式時，移動終端根據(jù)所做的信號強度測量保持一個六個最強鄰近蜂窩的修正表。
圖2是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案用作說明一個采用TDMA方案的蜂窩通信系統(tǒng)的下行(網(wǎng)絡側)與上行(移動終端側)幀格式的簡圖。為了清楚及利于理解本發(fā)明，在圖2中所示的示范性幀格式是按標準GSM協(xié)議描述的，但本發(fā)明并不打算被這樣限制住。本發(fā)明也可用于任何其它類型應用TDMA方案及移動輔助測量步驟的蜂窩通信系統(tǒng)，例如，先進移動電話服務(AMPS)，數(shù)字-AMPS(D-AMPS)，個人數(shù)字蜂窩(PDC)系統(tǒng)，個人通信系統(tǒng)(PCS)，等等。
參考圖1與2，依據(jù)本發(fā)明，移動終端12(以及在系統(tǒng)中的其它移動終端)，在休閑模式期間至少要為它自己的蜂窩做信號強度及質量測量，為鄰近蜂窩作信號強度測量、移動終端將這些測量結果平均并在本地存貯器的位置中將這些測量信息存貯與平均。在本實施方案中(例如GSM中)，MSC18通過發(fā)送一個啟動消息到移動終端(12)來啟動一次呼叫。如果移動終端可以處理此呼叫，就發(fā)送一個呼叫確認消息返回MSC。然后MSC(18)啟動一個步驟，分配一個專用通信(例如，語音)信道到移動終端(12)。BSC16選擇一個未用的通信信道并發(fā)送一個信道激活消息到BTS14，通過發(fā)送一個信道激活確認消息返回到BSC 16作為響應。然后BSC16發(fā)送一個分配命令消息(在單獨的專用控制信道或SDCCH上)到移動終端12(通過空中接口)，將移動終端指向切換到新的通信信道，在GSM中，指定為此特定的移動終端(12)使用的新通信信道，典型情況下包括一個專用通信信道(TCH)，一個慢速副控制信道或SACCH，及一個快速副控制信道(FACCH)。SACCH是一個與特定的TCH或SDCCH有關的數(shù)據(jù)信道并連續(xù)地攜帶信息。FACCH也與特定的TCH有關并工作于“脈沖串竊取”模式，利用信號信息替代語音或數(shù)據(jù)通信。
依據(jù)本發(fā)明，只要專用信道已被分配，在移動終端12與BSC 16之間的連接已被建立，在專用信道上下一個完整的SACCH周期(用102標記)內立即將所存貯的測量數(shù)據(jù)(在休閑模式中早些時候收集的)傳送到網(wǎng)絡，如此例中所示，GSM格式典型情況下利用四個SACCH時隙的持續(xù)時間完全傳送測量數(shù)據(jù)。然而，本發(fā)明并不指望受如此限制，可以利用比所示的四個SACCH時隙多或少的時隙(即，GSM以外的系統(tǒng)可以利用不同時隙的持續(xù)時間)。接著，在休閑測量信息已經(jīng)在上行(102)被傳送以后，移動終端(12)開始為在工作模式中報告進行測量。
例如，在GSM中，在由104標記的工作模式時間周期期間，移動終端12為其服務的蜂窩接收并測量信號強度，在由106標記的工作模式時間周期期間，移動終端在SACCH上發(fā)送為其服務的蜂窩進行的工作模式信號強度測量。同樣地，移動終端然后為至少一個鄰近蜂窩測量信號強度并將此信息存貯供接著傳送。以后在此蜂窩的持續(xù)時間內連續(xù)進行工作模式測量。
在該最佳實施方案的一個方面，在休閑模式中由移動站所做的測量結果可被用于自動頻率計劃，例如，如前所述，AFA是一種自動頻率計劃技術，它利用一種迭代算法自動地與經(jīng)常地重新配置一個網(wǎng)絡的蜂窩計劃(使無線電干擾最小)以及逐漸地改善無線電環(huán)境的質量，基本上，利用AFA方法，網(wǎng)絡中每個蜂窩所有可得到的頻率的上行與下行信號強度場被監(jiān)測。在每個頻率上所測量到的信號強度，如果該頻率要使用的話，就用來估計所產(chǎn)生的干擾。如果任何未分配的頻率具有比已分配的頻率低的估計干擾，則網(wǎng)絡從已分配的頻率切換到未分配的頻率。帶有最高干擾的已分配的頻率被有最低測量到的信號強度的頻率替代，以此類推直到在性能上不再有額外的改善可得到為止。依據(jù)本發(fā)明，上行測量在基站上進行，但是現(xiàn)在下行測量可由移動終端在休閑模式中進行，這樣提供了充分的時間進行適當數(shù)量的測量。
因此，移動終端可依據(jù)一種特定的步驟按次序做休閑模式的測量。例如，在GSM中，一種類似于要測量的頻率的BA表的目錄被播發(fā)到移動終端。移動終端可對這些頻率打上記號并在休閑模式中等待時做所需要的測量。另一種辦法，休閑模式測量頻率可通過在各種信號消息上“搭帶”中繼到移動終端，這樣一些信號消息，例如，一個或多個位置修正消息。
在該最佳實施方案的另一方面，通過在任何給定的BCCH載波上的下行信號強度及“監(jiān)聽”相應的BSIC，本發(fā)明有可能檢測分配到一個“壞的”BCCH。例如，一個或多個移動終端不能夠為一個特定的被分配BCCH將BSIC解碼并且被測量到的信號強度對于此BCCH是高的，則BCCH頻率可假定具有高的干擾并且不適于使用。而且，如果移動終端為不是預期的BCCH對BSIC解碼，與BSIC分配有關的問題被指明。很明顯，如果在一個BCCH上有足夠高的干擾，使得移動終端不可能將BSIC解碼，即使信號強度再高，此問題不可能在工作模式測量報告中被發(fā)覺。如果BSIC可能為一個BCCH解碼，但對于測量的移動終端要包括在工作模式測量中報告給網(wǎng)絡的測量結果，此信號強度是太微弱了(只包括六個帶有已解碼的BSIC的最強頻率)。而且，與發(fā)覺分配到一個“壞的”BCCH的問題類似，如果為一個BCCH載波記到的信號強度測量結果是強的，但是，移動終端不能對BSIC解碼，那末與此BCCH相對應的蜂窩不適于用作為一個鄰近蜂窩。因此，這些問題可通過根據(jù)在休閑模式中等待時由移動終端進行的測量，發(fā)送到網(wǎng)絡的測量報告得到解決。
盡管在附圖中示出了并在上面的詳細描述中描述了本發(fā)明的方法和設備的最佳實施方案，但應理解本發(fā)明并不限于所公開的實施方案，可有許多重新安排，修改和替代，而都不會脫離由下面權利要求中所提出和限定的本發(fā)明的精神實質。
權利要求
1.一種用于在TDMA移動通信系統(tǒng)中報告測量信息的方法，包括以下的步驟多個移動終端中至少一個移動終端在休閑模式工作時測量多個下行信號參數(shù)；將多個移動終端中所述的至少一個移動終端切換到工作模式；和所述的多個移動終端中至少一個移動終端在第一可得到的上行數(shù)據(jù)信道中發(fā)送與所述的多個下行信號參數(shù)有關的報告信息。
2.依據(jù)權利要求1的方法，其中所述的多個下行信號參數(shù)包括多個下行信號強度參數(shù)。
3.依據(jù)權利要求1的方法，其中所述的第一可得的上行數(shù)據(jù)信道包括至少一個慢速副控制信道。
4.依據(jù)權利要求1的方法，其中所述的TDMA移動通信系統(tǒng)包括GSM。
5.一種用于在TDMA移動通信系統(tǒng)中報告測量信息的系統(tǒng)，包括至少一個移動終端，用于測量在休閑模式中多個下行信號參數(shù)；切換裝置，用于將至少一個移動終端切換到工作模式；和所述的至少一個移動終端包括發(fā)射裝置，用于在第一可得的上行數(shù)據(jù)信道中發(fā)送與所述的多個下行信號參數(shù)有關的報告信息。
6.依據(jù)權利要求5的系統(tǒng)，其中所述的多個下行信號參數(shù)包括多個下行信號強度參數(shù)。
7.依據(jù)權利要求5的系統(tǒng)，其中所述的第一可得的上行數(shù)據(jù)信道包括至少一個慢速副控制信道。
8.依據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中所述的TDMA移動通信系統(tǒng)包括GSM。
全文摘要
當一個移動終端(12)首次從休閑模式(上電并等待建立呼叫)切換到工作模式(呼叫連接)時,一旦一個專用通信信道被分配,就開始發(fā)送測量信息到網(wǎng)絡。在優(yōu)選實施方案中,第一測量報告在第一可得慢速副控制信道周期期間被傳送到網(wǎng)絡。給網(wǎng)絡的第一報告包含移動終端(12)在休閑模式中等待時獲得的數(shù)據(jù)。在后繼的慢速副控制信道周期期間,移動終端(12)根據(jù)在工作模式中獲得的數(shù)據(jù)將測量信息傳送到網(wǎng)絡。
文檔編號H04W24/00GK1260940SQ98806129
公開日2000年7月19日 申請日期1998年6月2日 優(yōu)先權日1997年6月13日
發(fā)明者S·R·博丁, T·弗里德, M·斯波雷 申請人:艾利森電話股份有限公司