專利名稱：管理一個基站網(wǎng)絡的方法
技術領域：
本發(fā)明以用一種中央裝置對和各個移動電話進行通信的各個基站的網(wǎng)絡進行管理的方法為目標。本發(fā)明特別適用于GSM類型的、使用如在TDMA(時分多址)類型的各種網(wǎng)絡中所遇到的所述的BCCH(廣播控制信道)的信標信道的移動電話領域。因此本發(fā)明不能應用于不具有信標信道的CDMA(編碼劃分多路接入)類型的網(wǎng)絡。本發(fā)明的目的是使這些網(wǎng)絡的各基站中可使用的各種資源得以最佳化，使用于該網(wǎng)絡的不同小區(qū)的BCCH信道的頻率的占用減少。
考察下面的

圖1a至圖5將能表示出一個GSM型移動電話網(wǎng)絡的眾所周知的功能。后面將以這些同樣的圖指示出什么是一個這樣的網(wǎng)絡所受到的性能的限制，以及什么是本發(fā)明為它們的性能限制帶來的解決辦法。
圖1a和圖1b在GSM范圍內(nèi)分別表示一個GSM時間幀和給予一個使用這樣的網(wǎng)絡的話務員的頻帶的符號表示法。實際上在一個例子中，一個GSM時間幀有約為4.6毫秒的時間長度，并被劃分成等于577微秒的時間長度的八個時隙。這些是時隙(TS0-TS7)，被分配給不同的信道。每個信道分配一個載頻。圖1b表示，對于一個約15MHz的給一個話務員分配的一個通帶B，此話務員劃分成的幾個頻道。在一個例子中總共有64個信道，每個信道占有約200KHz。
事實上，一個傳輸信道在一給定時刻就是一個時隙TSi和一個載頻Fi，它與一個頻率規(guī)則Li相關聯(lián)，該信道的頻率按照此規(guī)則一幀一幀地改變。同樣，如果同時存在幾個信道，它們可以在時隙和/或瞬時載頻上有區(qū)別。一個規(guī)劃程序可以避免對同一幀在同一時隙中并以同一載頻使用兩個不同的信道。
圖2a至圖4表示一個到另一個的GSM幀進行頻率跳變的原理，只示出為理解本發(fā)明所需的最少的部分。已經(jīng)知道這些頻率跳變的原因。目的是將存在的噪聲主要地分布在和該網(wǎng)絡交換的幾個消息的一個頻帶上，以使其只對某一消息不利，即在一頻帶中的被噪聲嚴重影響的那個。這一技術許可在相鄰的小區(qū)中不時零星地使用同一頻率Fi。這一技術根據(jù)所謂的頻率分集原理也會帶來很大的統(tǒng)計增益。此原理在M.MOULY和M.B.PAUTET寫作和出版的“GSM-全球移動通信系統(tǒng)”1992年版218-233頁中有說明。
圖2a和圖2b表示在每一幀期間的頻率跳變原理。在圖2b上，基站1在所謂的BCCH的信標信道2上向移動臺3發(fā)送一條同步和指定消息。圖2a表示移動臺3帶有移動電話201。同步和指定消息在圖2a上的虛線框200中被用符號表示出來。此消息200以例如該BCCH信標信道所特有的頻率Fα被發(fā)送。
由基站1發(fā)送的該消息200的一部分SY是關于同步的。該SY部分本身又包含有兩個主要部分。第一部分(在GSM中在22位上被編碼)被取名為FN，表示幀的號數(shù)(幀號)。實際上此幀號代表時間，因為這些幀的號碼隨時間而變。因此這是一個至少在一天或一個足夠長的時期中連續(xù)可變的信號。
信號SY的第二部分可以使基站被識別出來。因此基站一方面給出在二十位左右編碼的識別符，另一方面又給出其標記。該標記這里由符號a表示，用三位包含有一個所謂PLMN(公用陸地移動網(wǎng)絡)的第一指示，以簡化形式可以代表話務員碼。這使得一個移動電話可以確定需要對話并考慮由基站1傳送的消息，允許由用戶得知與話務員的預定。在其他的三位上(這給出區(qū)分模8的可能)，基站1被簡捷識別出來它僅指示出自己的標記a。經(jīng)驗表明，對接收到的頻率為Fα的可能有多種來源的信號計數(shù)這三位足以能快速識別出在信標頻率上進行發(fā)送的基站。
使用標記這一事實使得相距足夠遠的兩個基站能夠使用同一信標頻率Fα，而不會使接收到這些信標信號的各個移動電話對離它們近的基站增大模糊感。在向一個中央裝置傳送被探測到的信標頻率Fα和要說明的標記后，該中央裝置已經(jīng)知道被該移動電話接收到的是哪一個基站了。
一個和BCCH信道相關聯(lián)的CCCH信道(公共控制信道)用于傳輸指定信號。這是“即時指定”信號IA。該信號1A也被表示在虛線框200內(nèi)。信號1A代表被分配給移動臺3的移動電話201用于它和基站1的通信話務量的通信信道的指定。此指定消息1A包含一個TSi指示，此指示可以確定在時間幀中的分配。此消息另一方面還包含一個包含三個主要自變量的頻率規(guī)則的征象Li。Li的第一個自變量涉及頻帶B的載頻的指定。例如這里表明關系到載頻F1、F2和F5。載頻的數(shù)目可以是任何不同于三的數(shù)，但無論如何比一大。這些選取的載頻來自頻帶B的六十四個(或其他的)頻率。消息1A包含有一個征象MAIO(移動分配識別偏差)作為頻率規(guī)則Li的第二個自變量。消息MAIO事實上是一個在1和n之間的值，這里n為第一個自變量的載頻數(shù)。
作為頻率規(guī)則Li的第三個自變量，消息1A包含有一個產(chǎn)生偽隨機數(shù)的HSN(跳變序列號)算法的指定。由HSN算法產(chǎn)生的偽隨機數(shù)也在1和n(或0和n-1)之間，其中n是第一個自變量的載頻數(shù)。
移動電話201除控制按鈕4、顯示屏5、話筒6和揚聲器7之外還包括有一個內(nèi)部控制電路。此內(nèi)部控制電路主要包括一個微處理器8和在這些不同的裝置之間的通信總線9?？偩€9尤其能夠和運行產(chǎn)生隨機數(shù)的HSN算法11的電路10進行通信。算法11的參數(shù)由代表將對移動臺進行管理的基站的標記的信號a和代表時間的連續(xù)可變的信號FN確定。
在此表示出的有三個頻率F1、F2、F5的簡單例子中，在算法11的出口可使用的結果為隨機的一組三個表示載頻F1、F2、F5的符號，例如0、1或2。換句話說，一旦該移動電話接收到信號1A，其電路10對每幀隨機地發(fā)出必須被用作載頻以使其信道能被區(qū)分出來的頻率FN。此頻率每幀都有變化，因為電路11在每一幀都通過信號SY接收到一個新的信號FN。
圖3表示按照一種頻率規(guī)則Li對隨機載頻的指定。在第一欄中表示出由算法11產(chǎn)生的數(shù)字為0、1或2的一個時間序列。然后將分配給各移動臺的自變量MAIO的值0、1或2加到算法11產(chǎn)生的隨機數(shù)上。此加法按模n(此處為模3)進行。例如對于一個被分配的MAIO數(shù)為0的一個移動電話MS1，與加法相關的頻率數(shù)和算法11送出的完全相同。對于被分配有數(shù)值1的MAIO等級的第二個移動電話MS2，在隨機數(shù)的值上模3加上1。對于被分配有數(shù)值2的MAIO等級的第三個移動電話MS3也是一樣。
考慮被表示出的隨機序列，在相加后分配給移動電話MS1的結果為0、2、1、2、2。相應的被分配的頻率則為F1、F5、F2、F5、F5、...。對于MS2和MS3也是如此繼續(xù)下去。諸載頻的這種接續(xù)交替構成了移動電話201用于和基站1進行通話的頻率規(guī)則Fi。在調(diào)制器12中，語音信號則被F1、F5、F2、F5、F5、...中的一個調(diào)制頻率處的一個信號根據(jù)各GSM幀的號碼連續(xù)進行調(diào)制。
被調(diào)制信號在移動電話201的天線13上發(fā)送出去。天線轉(zhuǎn)換開關(duplexer)14使得天線3可以同時用于發(fā)送和接收。接收時接收機15使用同樣的頻率規(guī)則Li，并許可在處理后在揚聲器7上聽取消息。一個中心定在信標頻率Fα的附加接收機16能夠接收在BCCH2信道上發(fā)送的信號。
實際上在基站1和移動臺3之間的正常話務交流在一個話務信道(TCH)上進行，而即時指定信號則可以不經(jīng)和BCCH信道相關聯(lián)的CCCH信道進行傳輸，而是經(jīng)由此TCH信道傳輸給該移動臺。如果該移動臺未進行話務通信，它和基站進行通信的信道在定位區(qū)變動時將是一個所謂的SDCCH信道(獨立專用控制信道)，可以在移動臺移動期間跟蹤它所經(jīng)過的路徑。
圖4表示一種包含有八個基本電路的基站1的內(nèi)部結構。這八個基本電路即所述的BTS0至BTS7，這些電路中的每個被分配給TS0至TS7中的一個時隙。這些BTS電路中的每一個都包含有一個關聯(lián)的調(diào)制器。在各調(diào)制器中語音信號被Fi0至Fi7中的一個頻率所調(diào)制。而這些頻率本身都取決于被分配給這些時隙中的每一個的頻率規(guī)則Li0至Li7。事實上，一個頻率規(guī)則Li應該用于移動電話201、用于基站1、并用于一個給定的時隙i。對于每個時隙可以有一個不同的頻率規(guī)則。頻率規(guī)則Li0至Li7可以相同，因為它們對應于各自不同的時隙。
圖5表示一個基站網(wǎng)絡，在其中將對本發(fā)明人所解決的問題進行說明。表示出的各個基站為相鄰的，分別具有a至j的標記，并且每個都有一個A至J的無線電覆蓋的小區(qū)。A至J的這些小區(qū)范圍可以同時被覆蓋，例如可以被一個無線電發(fā)射功率較強的傘狀宏小區(qū)17完全覆蓋住。輻射的邊界線17以虛線表示。一個基站22控制區(qū)域17。所有這些基站都接到處理規(guī)劃和切換的中央裝置20。
在該技術的狀況和實際使用方面，A至J的每個小區(qū)的各BCCH信道的各信標頻率都不同。因此，從另一個宏小區(qū)18或簡直只是從另一個小區(qū)來的、接近這些小區(qū)中的一個的移動臺3可以向基站19發(fā)出信號，將它靠近的各小區(qū)的信標頻率的指定和幅度與其站19通信。事實上，它由它的探測所有可能的信標頻率的附加接收機16接收這些信號。
在越區(qū)切換被證明為必要的時，則中央裝置20迫使建立在移動臺3和基站19之間的呼叫越區(qū)切換到一個在移動臺3和小區(qū)A至J之中的一個小區(qū)或甚至宏小區(qū)17之間建立的通信，在其間移動臺3能最好地接收信標頻率的發(fā)送。如果每個服務周到的小區(qū)使用一個不同的信標頻率，則可認訓到很明顯地該小區(qū)是最有資格得到接受的。例如在法國專利FR-B-2724523中便提出了一種這樣的裝置。
然而，對每個小區(qū)使用單獨的信標頻率和以前預計的頻率跳變技術相抵觸。事實上這種頻率跳變技術需要對每個小區(qū)在每個時隙中、支配一定數(shù)量的自由頻率。例如需要三個頻率F1、F2、F5才能構成頻率規(guī)則Li。考慮相鄰的小區(qū)數(shù)(對于宏小區(qū)17為A至H，即10至15個小區(qū)，對于宏小區(qū)18同樣多，而對于和宏小區(qū)17和宏小區(qū)18相鄰的再一個宏小區(qū)21仍是一樣多，如此繼續(xù))，可以證明頻率擁擠很快會成為一個問題。
事實上以信標頻率Fα連續(xù)發(fā)送的各信號對于這些小區(qū)的有益的TCH通信信道來說是干擾源。
建造一個這樣的帶有對每個小區(qū)單獨個別考慮的各信標頻率的網(wǎng)絡因而需要相當復雜的規(guī)劃，而且隨著這些小區(qū)在一個區(qū)域內(nèi)密度的增大越來越復雜。另一方面這需要在A至J區(qū)域內(nèi)的物理性的訪問，以有效測定各頻率通路的傳播情況。這全部復雜性起因于在宏小區(qū)17、18和21等中不同信標頻率的占用。在實際使用中盛行的仍然是這種技術。
特別在上面提到的法國專利證書以及歐洲專利證書EP-A-0504122的申請書的范圍內(nèi)，考慮并檢測了一種方法，在該方法中在宏小區(qū)17中只有唯一一個信標頻率Fα。在圖5上表示的正是描述的這個，其中傘形基站22在BCCH信道上以信標頻率Fα發(fā)送一個控制消息。區(qū)域17的A至J區(qū)的每個基站都可以用僅有的一個公用頻率Fα發(fā)送一個控制消息，也可以不發(fā)送(這種情況它們僅收聽)?；蛘?，基站22不發(fā)射而A到J各區(qū)的所有基站都發(fā)射一個同樣的控制消息。中央裝置20可以保證發(fā)射或重重控制消息的同步。這種方法的最直接的優(yōu)點是使沒有利用的各信標頻率可以自由使用。這些自由使用的頻率可以作為TCH型的信道用于在各基站和各不同的移動臺之間進行通信。
在上面列舉的證書中考慮了一些系統(tǒng)，A至J的不同的各個小區(qū)可以通過這些系統(tǒng)進行從一個小區(qū)運動到另一個小區(qū)的各個移動臺的越區(qū)切換。為了簡化，一個1A消息類型的表示“Hand Over”的分配消息HO被用來分配各種新的頻率規(guī)則。此HO消息和一次越區(qū)切換有關，在該移動臺3離開以前曾有聯(lián)系的基站之前，該消息經(jīng)由該基站在中央裝置20的指令上被傳輸給該移動臺3。此HO消息經(jīng)由此移動臺3和該移動臺3已離開的基站進行通信的TCH信道被傳輸，因而不頻率為Fα的BCCH信標信道用于這些越區(qū)切換。當該HO消息在TCH信道上傳輸時，使用了一次時隙，該小區(qū)本身就不需要BCCH信道了。
同樣，這些證書能解決各移動臺處于休眠狀態(tài)和被呼入的呼叫所呼或自己在一次呼出的呼叫(在該移動電話用戶想自己呼叫另一個用戶時)時呼叫一個基站的問題。在這種情況下，各種交易業(yè)務以熟知的方式使用在它們所在小區(qū)的內(nèi)部的所謂CCCH或PCH(尋呼信道)的信道。
相反，這些證書中沒有一個考慮到了來自另一個宏小區(qū)18的移動臺3的情況。在宏小區(qū)18中，信標頻率Fβ正好和移動臺3進入的宏小區(qū)17的信標頻率Fα不同。
離開宏小區(qū)18(或簡單地離開一個小區(qū))的移動臺3看到它離開的小區(qū)的信標消息Fβ的品質(zhì)降低。相反，它看到它接近的宏小區(qū)17的信標頻率Fα的品質(zhì)增高。該移動臺3將相應的消息傳輸至基站19。因此該基站19將通知中央裝置20，另一個宏小區(qū)(一開始還不知道是否涉及到宏小區(qū)17)的各小區(qū)中之一將打算管理和該移動臺的呼叫。這里存在一個在該技術的情況下不能解決的問題。
事實上圖5表示出移動臺將經(jīng)由小區(qū)J進入?yún)^(qū)域17。在實際當中，因為A至J的所有小區(qū)都發(fā)射在信標頻率Fα上的一個同樣的控制信號(當它們發(fā)射一個時)，一般對于何者為接待區(qū)、在接待區(qū)域的A至J的各小區(qū)中何者為該移動臺將探測的J小區(qū)毫無所知。特別是，圖5的各小區(qū)的相關表述并不是代表真實。例如一個小區(qū)A、D或F可相應于一條街道，而宏小區(qū)18的已離開的小區(qū)則可相應于地下鐵道的一條過道。此過道在J小區(qū)范圍內(nèi)通向露天。在這些接待的相鄰小區(qū)A、D、F中在這種情況下，J小區(qū)有大的交錯排列。因此，各無線電覆蓋范圍不像所表示的那樣被簡單地識別。這樣，J小區(qū)完全可以處于網(wǎng)格結構A至H的中央。然而將使用“周邊”這一術語以指定一個這樣的J小區(qū)，這里的意思是，這個小區(qū)就是在離開宏小區(qū)18時其信標頻率Fβ和宏小區(qū)17中的信標頻率Fα不同的各移動臺物理上而且必然地通過的那個小區(qū)。
由基站19在被放棄之前向移動臺3傳輸?shù)挠糜谠撘苿优_和宏小區(qū)17的各小區(qū)中之一進行通信的HO消息，必須包含有對一個頻率規(guī)則Li和一個TSi時隙的指定。此HO消息和給予宏小區(qū)17的所有各基站以作好準備接待進入它們的覆蓋范圍的該移動臺3的指令一起被傳輸給該移動臺。換句話說，對于進入的唯一一個移動臺，必須使宏小區(qū)17的每個小區(qū)中的一個TCH信道失去作用。換句話說，一個進入的移動臺在資源保留上的代價是極為昂貴的。事實上，用和圖4上表示的一樣的TRX裝置，在每個基站中應該保留一個BTS電路以接收越區(qū)切換。如果有15個小區(qū)，則將抵消15個BTS電路，而只有一個將是有用的。而且，很容易理解，如果愿意永久許可八個移動電話同時進入，帶有八個信道的TRX發(fā)射機會變得完全不能使用來保證各移動臺的已經(jīng)進行的通信。在這種情況下，圖4的設備必須增加，例如加一倍，才能保證八個通信。在正常使用中，一個基站只包含有一個TRX發(fā)射機，少數(shù)幾種情況包含兩個。同樣可測量進入宏小區(qū)17中的各移動臺越區(qū)切換的管理費用方面的結果。
換句話說，要由本發(fā)明解決的問題就是進入宏小區(qū)17中的移動臺的被接收比率提高的問題。該宏小區(qū)17中已選取了(在一個唯一的信標頻率Fα上進行發(fā)射的)一種唯一的BCCH信道，以使對頻率跳變的規(guī)劃變得更容易(另一方面其技術上的優(yōu)點是無法否認的)。
一個消息在一個信標頻率上傳播事實上是懲罰性的，因為對于這些和信標發(fā)射機相鄰接并能接收到此信標消息的小區(qū)來說，此信標消息等效于一個十足的干擾發(fā)射臺，不可能在此信標頻率的頻帶中消除。因此該信標頻率的頻率范圍應該對于這些由頻率跳變自由使用的各種頻率被抵消。
在本發(fā)明中，涉及帶有一個用于BCCH信道的公用的信標頻率的一個宏小區(qū)。
為了在本發(fā)明中解決在A到J的所有小區(qū)中不必要地抵消BTS電路的問題，利用了對時隙的占用。事實上，在一給定時刻考慮現(xiàn)有的話務量，有可能不是所有時隙都全部被同時使用。在大多數(shù)情況下，在一個基站中至少有一個甚至有兩個或更多的時隙是可以自由支配的。本發(fā)明的思想是使所有基站中的可自由支配的時隙都相同。以此方式中央裝置20可以產(chǎn)生一個包含有對可自由使用的時隙的指定TSi的HO指令。則所有各基站都準備好在此時隙TSi中接收來自進入的移動臺的呼叫。可以自由使用的窗口可以是任意的，特別是會隨時間而變。
這一建立包括兩個階段。第一個階段是估計這些時隙的占用情況。如果一個窗口TSi已經(jīng)是到處可不受約束自由使用，則此時隙TSi被分配給該進入的移動臺。如果不是這種情況，則該估計要包括對利用最少的時隙的確定。而在第二階段中，中央裝置20組織將在此利用最少的時隙中建立的各種通信遷移到各有關小區(qū)中其他的可自由支配的時隙。這種遷移一旦實現(xiàn)，中央裝置20可以將HO命令從此送出而迫使該時隙可自由支配。則所有各小區(qū)都可以去接待該移動臺，而不用為它預先指定一種特殊的BTS電路。
本發(fā)明因而以一種由一個中央裝置管理一個許多基站的網(wǎng)絡的方法為目標。這些基站和各個移動電話進行通信。在該網(wǎng)絡中- 第一個宏小區(qū)內(nèi)的各個小區(qū)每個由一個基站控制并共同擁有一個同步BCCH信道，- 在該BCCH信道上在一個共用的信標頻率處連續(xù)發(fā)射一個此第一宏小區(qū)的各個小區(qū)的所有各個基站的同步信號，- 此第一宏小區(qū)的各個基站和各個移動電話在分配有鎖定到BCCH信道提供的同步信號的時隙和頻率規(guī)則的話務信道中進行通話，- 和第二宏小區(qū)的一個基站有話務聯(lián)系并進入第一宏小區(qū)范圍內(nèi)的一個移動電話的一次呼叫，通過一個包含參加和第一宏小區(qū)的一個基站進行的通信的協(xié)議的指定的命令被轉(zhuǎn)移給此第一宏小區(qū)的一個基站，其特征在于該中央裝置- 量測這些時隙的被利用率，- 確定一個利用最少的時隙，并- 配置一個入口協(xié)議，以能利用該利用最少的時隙。
閱讀下面的說明并考察各個附圖將能很好理解本發(fā)明。這些資料僅當指引而絕非對本發(fā)明的限制。各圖表示圖1a至圖5已經(jīng)評論并可同時確定技術狀況、提出的問題、和本發(fā)明的解決辦法的各種圖表；圖6各時隙利用率的測定和利用最少的時隙的確定方法的簡要表示；圖7用于使用一個被處理成可自由使用的時隙的參與協(xié)議的構成的最完整式樣的一種表示。
當一個網(wǎng)絡的所有各個小區(qū)都有一個可能帶有偏移的公共的時間參考標準，該網(wǎng)絡便稱為被同步。一個帶有公用的BCCH信道的網(wǎng)絡必定是一個同步網(wǎng)絡。一個異步的或不同步的網(wǎng)絡是一個其中的幀號碼信號FN取決于每個小區(qū)的網(wǎng)絡。另一方面，甚至如果每個小區(qū)都有帶有其固有的信標頻率的固有的BCCH信道，一個網(wǎng)絡也可以是同步的。只需幀的各FN信號相同，且在同一時刻給出即可。本發(fā)明因而涉及這類同步網(wǎng)絡。
當在一個宏小區(qū)中排列有許多微小區(qū)時，通常該宏小區(qū)是一個總體向所有各微小區(qū)的空間，并或許向各個微小區(qū)之間這些微小區(qū)沒有覆蓋到的空間輻射的傘狀宏小區(qū)。通常一個宏小區(qū)的輻射天線位于城市樓房的頂上，而微小區(qū)的天線位置低于屋頂高度，例如在樓房的正面可通過發(fā)射沿一條街傳播同時沿著這些墻面反射而構成一個小區(qū)。另一方面這些微小區(qū)也被布置成能保證在各交叉路口處的通信。在這種情況下，它們的波在通向各交叉路口的所有各道路傳播。
在帶有由小區(qū)使之具個別標記的信標的各系統(tǒng)中，該移動電話聽到在各個不同的信標頻率發(fā)射的各不同信號，并向它與之有聯(lián)系的基站發(fā)射在所接收的信標頻率的不同水準和質(zhì)量的被認可的消息。各個基站向在需要的情況下組織越區(qū)切換的中央裝置20發(fā)送相應的各種信息。
在帶有單獨一個信標頻率的單獨一個BCCH信道的情況下，一個移動電話在信標信道上接收到的各種信號中不能區(qū)分它們的來源。在這種情況下，收聽的責任轉(zhuǎn)移到了各個基站。那么這些基站有責任收聽位于它們周圍的所有各個移動臺和從它們所接收到的一切。為此，在任意一個移動電話和它的基站之間在一個TCH信道上交換的一個語音消息的中央部分包含一個關于該移動電話的(或該當前通信的)標識符的一個TSC消息(圖1a)。該標識符指示被發(fā)送給中央裝置20。該中央裝置20根據(jù)需要再將這些呼叫分配給不同的基站，并在宏小區(qū)中對這些呼叫進行全面管理。此類功能在本發(fā)明中與現(xiàn)有技術是相同的。特別是，這些基站從中央裝置20接收到一個監(jiān)聽各個移動電話在和各個相鄰的基站的通信中的通話的命令。對每個要監(jiān)聽的移動電話，此命令包含對它的時隙(TSi)、它的頻率規(guī)則(Fi)、和它的標識符(TSC)的指定。該各基站監(jiān)聽它們的鄰居建立的各個呼叫。它們測量接收的信號的品質(zhì)，并將這些結果分配給相應的移動電話。然后，它們將這些監(jiān)聽的定性的結果發(fā)送給該中央裝置，以使其據(jù)此對該網(wǎng)絡進行管理。
圖6以表格的形式表示各時隙的利用率的測量原理以及利用最少的時隙的確定的原理。圖6的表中包含有對應于宏小區(qū)17的每個基站的(橫向排列的)記錄。例如至少對于此宏小區(qū)17表示出了對應于小區(qū)A、小區(qū)B和小區(qū)J的記錄。這些記錄每個包含有一列同樣類型的信息。這些同樣類型的信息被分配給時隙TS0至TS7。這些同樣類型的信息提供關于在該有關的時隙中通話的一個移動電話的TSC識別和關于對于此通話被遵守的頻率規(guī)則L的情況。同樣對于其基站配置典型地對應圖4中的表示的小區(qū)A，對于時隙TS0，在中央裝置20的各存儲器中的圖6的表格的記錄表明此時隙為一個遵守頻率規(guī)則LA0的移動臺r，TSCr所使用。同樣，同一個小區(qū)A的時隙TS1為一個遵守頻率規(guī)則LA1的TSCs識別符的移動電話服務。這一記錄也表明，對于基站A，一個時隙TSi沒有被和任何移動電話的通話所占用。
至于涉及第二個基站，即基站B，它能保證在時隙TS0中按照一種頻率規(guī)則LB0的識別符TSCt的一個移動臺的通話，如同在時隙TS1期間保證帶有一種頻率規(guī)則LB1的識別符為TSC的一個移動臺的通話那樣。然而對照小區(qū)B的各項記錄出現(xiàn)對增加的頻率信道的指定。這里表明，正如在時隙TS0中一個移動臺TSCv的通話依據(jù)一個頻率規(guī)則LB′0而得到保證一樣，在時隙TS1期間一個移動臺TSCw的通話以一個頻率規(guī)則LB′1而得到保證。參照圖4，這意味著基站B的配置增加的兩個BTS電路(在八個以外)已被實現(xiàn)。這兩個增加的電路或者固定地被分配給各該時隙(TS0、TS1)，或者這兩個增加的BTS電路可以被分配給在該區(qū)域按要求選取的各時隙。實際上這些基站最好包含有幾組的八個BTS電路，它們固定地被分配給八個時隙。
這樣繼續(xù)下去宏小區(qū)17或宏小區(qū)18或21的每個基站向中央裝置20發(fā)送配有各頻率規(guī)則的各時隙被占用的各個狀況。作為完備的考慮，已指出和小區(qū)J有關的，該小區(qū)保證在該時隙TSi期間依據(jù)一種頻率規(guī)則LJi和識別符為TSCx的一個移動臺進行的通話。
正如以前已指出的，在一個移動臺3靠近宏小區(qū)17時，它記錄到它對在宏小區(qū)18的信標頻率接收發(fā)射的消息越來越不好。和宏小區(qū)17(或另一個)的一個小區(qū)的通信的一個切換請求被送到中央裝置20。圖5中這被表示出來，這里信標頻率Fβ的信號的品質(zhì)下降，而在信標頻率Fα的信標信號的品質(zhì)改善。
按照本發(fā)明，中央裝置20必須評價各時隙的利用率。一方面，中央裝置20已經(jīng)知道宏小區(qū)17的各小區(qū)將被涉及，因為越區(qū)切換請求包含有信息，依據(jù)該信息可以很好地接收在信標頻率Fα發(fā)送的同步消息。因此它可以將這種評價部置在宏小區(qū)17的各小區(qū)的各基站上。正如基站A和B的情況，該時隙TSi對于宏小區(qū)17的所有各基站未被使用。在這種情況下，中央裝置20指定該時隙TSi并分配給它一個相容的頻率規(guī)則Li。這樣確定的TCHi信道(Tsi、Li)被傳送到基站19，伴有指定信標頻率Fα以及或許負責分送同步消息FN的(傘形基站22的或另一個的)該基站的一個標記α。
這時基站19發(fā)送一個命令HO23給移動臺1。該命令23包含有對信標頻率Fα的指定、對標記α的指定、和對保留該時隙TSi和該頻率規(guī)則Li的指示。在后面的幀中移動臺3這時在時隙TSi中發(fā)送它的各種語音信號，這些語音信號遵守鎖定到該移動臺3在頻率Fα的信標信道接收到的同步信號的頻率規(guī)則Li。在這些條件下，宏小區(qū)17的A到H的所有小區(qū)被設置于等待接收。它們之中的一個，對移動臺3的通話接收最好的那個，例如小區(qū)J的基站24，將和該時隙TSi以及該頻率Li相對應的TCHi信道分配給和移動臺3進行的通信。
如果如圖6所示，至少這些小區(qū)中的一個已使用該時隙TSi，并且這導致每個時隙的占用被實現(xiàn)，問題便不一樣。時隙TSi進行具有識別符TSCx的一個移動臺的通話，該通話遵守頻率規(guī)則LJi。各時隙的利用率的測定是在表格每欄的下面加上占用各時隙的呼叫的數(shù)目。
這樣，對于和時隙TS0對應的欄，將應該對小區(qū)A中移動臺TSCr的通話以一個單位計數(shù)。相反對于小區(qū)B，雖然兩個移動臺TSCt和TSCv在那里通話(但以兩個不同但相容的頻率規(guī)則LB0和LB′0，而且有兩個BTS電路)，也應該算一個單位。事實上，應該計數(shù)的不是一個小區(qū)中的一個時隙中被保證進行的通信的總數(shù)，而是在一個小區(qū)中的一個時隙中應該使其移走以在此小區(qū)中的該時隙中至少空出一個信道的被保證進行的通信的數(shù)目。因此該表格已向時隙TS7指出，雖然小區(qū)B的發(fā)送設備TRX的一個BTS電路被占用以保證和移動臺TSCy進行通信，另一個BTS電路便可自由使用的。因此，對于時隙TS7，基站B計數(shù)為0。如此繼續(xù)實際上可以估算出應該使其移走以騰空一個時隙的呼叫的數(shù)目。
對于小區(qū)B該表格同樣已指出，在時隙TSi中一個識別符為TSCz的移動臺在以一種頻率規(guī)則LBi進行通話。不過在窗口TSi中另一個信道仍是可自由使用的。因此對于時隙TSi來說基站B計數(shù)也為0。
一旦做完這些占用估算，就可以估算最小占用率了。例如我們將假定這涉及時隙TSi，其中有一個移動臺TSCz和小區(qū)B的基站通話，而另一個移動臺TSCx和小區(qū)J的基站通話。本發(fā)明的想法是，只是在有必要時，可以使這兩個通信遷移到鄰近的可自由使用的信道。
例如，已知小區(qū)J在時隙TSi上只有一個BTS電路，因而看來有必要經(jīng)遷移25或26將和移動臺TSCx的通信遷出。最好對和移動臺TSCx的呼叫的遷移在同一個小區(qū)J中進行組織。因此將有必要使小區(qū)J至少有一個可自由使用的時隙。例如它有可自由使用的窗口TS0。
如果不是這種情況，如果該小區(qū)J的基站的所有各時隙都被占用，將可以考慮使該呼叫移向一個相鄰小區(qū)，例如移到經(jīng)一次遷移27的小區(qū)F的一個時隙。對小區(qū)F將是這次遷移的候選小區(qū)的認定將通過由該小區(qū)F的基站對在小區(qū)J內(nèi)部交換的各次呼叫進行的一次測定而獲得，這些呼叫表明此小區(qū)F能夠保證和與該小區(qū)J通話的各移動臺中至少一個移動臺進行通信?；蛘咝^(qū)F擁有一個時隙用于直接接待移動臺TSCx，并且在這種情況下將組織遷移27，或者情況不是這樣，于是這時將引起在該小區(qū)F中進行通話的另一個移動臺的呼叫和移動臺TSCx的呼叫向在小區(qū)J中被此移動臺空出的地方的的同時遷移。
涉及基站B，已能確定該基站讓一個信道對于時隙TSi可以自由使用。然而這一條件可能不足以許可在時隙TSi使進入該宏小區(qū)17的移動臺3安頓下來。事實上，也應該給移動臺3指定一個頻率規(guī)則Li。這時應該驗證被分配給進入的該移動臺的該頻率規(guī)則Li不同于移動臺TSCz所遵守的規(guī)則LBi。應該轉(zhuǎn)換在時隙TSi中的涉及移動臺TSCz的呼叫先遷移(28)到另一個時隙TS7。
在圖6上，因此表示出了總和的一列，其中固定存放著各時隙的各次測定的利用率m、n、...、1、...、0。按照以前已說過的，時隙TSi的利用率在一個給定時刻為1，同時需要證實分配的頻率規(guī)則Li將不同于頻率規(guī)則LBi。由給進入的移動臺分配一個和TSCz識別符的移動臺的標志不同的一個標志MAOI來容易地區(qū)分頻率規(guī)則，這種可能性很小。
有可能在中央裝置20處將命令23發(fā)送給移動臺3。
圖7表示為了達到接受進入的移動臺3所進行的操作。在步驟29，移動臺3指示出它接收到的基站19的和其他各基站的發(fā)射的接收品質(zhì)。在確認在其和該移動臺之間的通信品質(zhì)的下降時，基站19這時向中央裝置20發(fā)送一個越區(qū)切換請求30。這種操作30在一個例子中持續(xù)約10ms。在下面的一個步驟31期間，中央裝置20進行根據(jù)圖6說明的選擇?？紤]由中央裝置20進行的預先的的估算，對可自由使用的時隙的這種選擇是很短的，時間長約20ms。
在下面的一個步驟32期間，中央裝置20激勵所有能接收該移動臺3的各基站中的該時隙TSi。因此已經(jīng)管理著在此時隙TSi中的一個呼叫的基站B和基站J都同樣涉及到。此種激勵在于使得由各個基站監(jiān)聽該移動臺3。在此步驟32期間，中央裝置20同樣向基站19指出采用的無線電制式(TSi、Li)。
在以后的一個階段33期間，基站19向移動臺3送出一個帶有確定的指示(TSi、Li)的一個命令HO23。在下面的一個階段34期間，接收到命令HO23的移動臺3送出“越區(qū)切換接入”消息HA。這些HA消息被移動臺周圍其中包括B和J的所有基站接收。這些HA消息包括指出該時隙TSi和該頻率規(guī)則Li已經(jīng)被考慮為移動臺3將來用于和另一個基站的一次通信。在更以后的一個階段35期間，各個基站，其中有B和J發(fā)送出接收此HA消息的電平和品質(zhì)?；綛和J還向中央裝置20發(fā)送一個占用信息。此占用信息表明該時隙TSi是全部(或部分)為它們而被占用。操作32至35的序列持續(xù)約50ms。因此被確定使用TSi窗口(因為它是被占用最少的)的中央裝置20將力促解除此時隙TSi，但只是對于B和J，因為它們一方面已表示出它們對于接待該移動臺3是有資格的候選者，另一方面表示出此時隙TSi被它們占用。
這樣可避免必須轉(zhuǎn)移使用此時隙TSi、但用于它們和另一個對于接待該移動臺3并非一個合格候選者(因為或許對此移動臺3的發(fā)射的接收電平會太低)的基站的通信的各移動臺的各種通信。同樣，如果時隙TSi從一開始到處都是空著的，則此種方式因此可以力促無困難地在此時隙中接待該移動臺3。如果正如已被解釋的，該時隙TSi不是可自由使用的，則中央裝置20在階段36發(fā)送一個或數(shù)個越區(qū)切換指令?；綛和J由此接收這些指令并同時向移動臺TSCz和TSCx的地址分別發(fā)射這些以前討論的HO越區(qū)切換命令。在階段36的結尾，可以保證該時隙TSi(以及一個頻率規(guī)則Li)在宏小區(qū)的涉及到接待移動臺3的所有基站中是可以自由使用的。
在接連的階段37中，中央裝置20最后送出一個接收新的移動電話3的命令。此接收被送給基站19及B和J站。該移動臺這時停止其聯(lián)系，如同在現(xiàn)有技術的情況下那樣。
要提起注意的是，該規(guī)范規(guī)定了一個用于接待移動臺3的約為320ms的最大期間。以上給出的描述表明本發(fā)明的該方法是符合要求的。
這些越區(qū)切換的HO命令最好經(jīng)由TCH信道發(fā)送給各移動臺。各移動臺在離開此信道到另一個信道之前是通過該TCH信道和它們以前的基站進行聯(lián)系的。該基站19因此向移動臺3送出一個切換消息。自接收到此消息開始該移動臺3即進行切換。移動臺3應該進行的唯一的切換便是，一方面改變它的頻率規(guī)則，另一方面改變它的時隙。移動臺3離開基站19后，該基站不再保證和該移動臺3的聯(lián)系。相反，基站A至H已在階段32期間由中央裝置20告知它們必須注意和該移動臺3的聯(lián)系。
為了建立圖6的表，可以考慮宏小區(qū)17的所有小區(qū)。關于進入的各移動臺的管理，最好只考慮周邊的各小區(qū)。例如只考慮A、B、C、J、F、G和H各小區(qū)，但不考慮在地理上位于宏小區(qū)17內(nèi)部的小區(qū)D和E。一般地說，只考慮有機會在宏小區(qū)17中成為最先和一個移動臺進行聯(lián)系的各個小區(qū)。
同樣，為了確定利用最少的時隙，可以排除一個時隙。可以這樣排除或者因為它是被分配給一個有優(yōu)先權的移動臺(消防員、警察)，并且不應該使其通信受到妨礙。也可以因為此時隙由于在一個宏小區(qū)中臨時進行的一種處理而是暫時必不可少的而可以將其排除。
同樣該清單可以或者是一個總清單，或者是一個分配給宏小區(qū)17(通過對應于信標頻率Fα進行通信)的清單。在這最后一種情況下，有多少宏小區(qū)就應該有多少清單。
權利要求
1.由一個中央裝置管理和各個移動電話進行通信的各個基站的一個網(wǎng)絡的方法，該網(wǎng)絡中- 在第一個宏小區(qū)范圍(17)內(nèi)部的各小區(qū)區(qū)域(A-H)的每個由一個基站進行控制，并且共有一個同步BCCH(Fα)信道，- 在該BCCH信道上在一個公共的信標頻率上連續(xù)發(fā)射此第一宏小區(qū)的各小區(qū)的所有各基站的一個同步信號(SY)，- 此第一宏小區(qū)的各基站和各移動電話在各話務信道(TCHi)中進行通話，各該話務信道分配有同步到由BCCH的同步信號的時隙和頻率規(guī)則(TSi、Li)，- 和第二宏小區(qū)的一個基站(19)通話并進入第一宏小區(qū)范圍內(nèi)的移動電話(3)的一次呼叫通過一個命令(HO)被轉(zhuǎn)移至此第一宏小區(qū)的一個基站，此命令(HO)包含有對和該第一宏小區(qū)的一個基站進入通信的一個協(xié)議的指定，其特征在于該中央裝置- 測定各時隙的利用率(m、n、o)，- 確定一個利用最少的時隙(TSi)，并- 編制(32)該入口協(xié)議，使該中央裝置能使用該利用最少的時隙。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于- 為配置該進入?yún)f(xié)議，已經(jīng)和一個分配的基站通話的各移動電話的各種通信被越區(qū)切換(36)到該最少利用的時隙。
3.按照權利要求2的方法，其特征在于- 為了越區(qū)切換該各種通信，將它們分配(25、26)給分配到的同一個基站，或者給予和各移動電話已經(jīng)通話的基站不同的另一個基站(27)，但有不同的時隙，以及或許一種不同的頻率規(guī)則。
4.按照權利要求1至3中的一個權利要求的方法，其特征在于- 為了測量或確定，只考慮一個周邊各基站的清單中預先規(guī)定的各個基站(17)。
5.按照權利要求1至4中的一個權利要求的方法，其特征在于- 為了測量或確定，如果對于一個時隙(TSi)，使用該時隙的一個移動電話的一次通信不能被越區(qū)切換給該移動電話與之通話的基站或另一個基站的可自由支配的一個時隙，則此時隙被排除。
6.按照權利要求1至5中的一個權利要求的方法，其特征在于- 周期地測量或確定該利用最少的時隙。
7.按照權利要求1至6中的一個權利要求的方法，其特征在于- 各基站從該中央裝置接收一個監(jiān)聽和各相鄰基站通信的各移動電話的通話的命令，- 對于每個要監(jiān)聽的移動電話，此命令包括對其時隙(TSi)、對其頻率規(guī)則(Fi)、和對其識別符(TSC)的指定，- 各基站監(jiān)聽它們的鄰站建立的各種通信，- 測量接收到的各信號的品質(zhì)，將這些結果分別給予各移動電話，并- 將這些監(jiān)聽的品質(zhì)的結果發(fā)送給該中央裝置，使其能依此管理該網(wǎng)絡。
8.按照權利要求1至7中的一個權利要求的方法，其特征在于- 一個第一基站在它和一個移動電話一起使用的話務信道(TCH)上發(fā)送對此移動電話和一個第二基站的通信的協(xié)議的指定，以考慮此移動電話相對于此第一基站的移動。
全文摘要
為了解決頻帶占用的各種問題,在一個帶有使用GSM類型的協(xié)議的一些移動臺的電話網(wǎng)絡中,規(guī)定在一個宏小區(qū)中使用唯一的一個信標頻率。在這些情況下,為了考慮一個進入此宏小區(qū)的移動電話,對該宏小區(qū)的所有各小區(qū)(A－J)的可自由支配的各時隙(TSi)進行定位。有必要時,如果在所有各小區(qū)中有一個同樣的時隙不是可自由支配的,便使此小區(qū)中建立的各個通信向此同一小區(qū)中,或另一個小區(qū)中可自由支配的一個時隙遷移(25—27)。然后將此可自由支配的時隙分配給進入的移動電話。
文檔編號H04W16/32GK1245387SQ99106990
公開日2000年2月23日 申請日期1999年6月4日 優(yōu)先權日1998年6月4日
發(fā)明者皮埃爾·迪普伊 申請人:阿爾卡塔爾公司