專利名稱：移動通信網(wǎng)絡(luò)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個包括一組與一個同播載波相關(guān)的小區(qū)的移動通信網(wǎng)絡(luò)(特別地，是，但不僅僅是全球移動通信網(wǎng)絡(luò)(GSM))，并且本發(fā)明還涉及這樣一個網(wǎng)絡(luò)的工作方法。
在一個蜂窩移動通信系統(tǒng)中，每一個移動臺與一個通常固定基站進行通信。從這個移動臺到這個基站的通信稱為上行鏈路，而從基站到移動臺的通信被稱作下行鏈路。這個系統(tǒng)的總覆蓋區(qū)域被分為一些獨立的小區(qū)，每一個小區(qū)被一單個基站所覆蓋。這些小區(qū)之間的地理位置通常是不同的，除了與相鄰小區(qū)有部分重疊外。當一個移動臺從一個小區(qū)的覆蓋區(qū)域移動到另一個小區(qū)的覆蓋區(qū)域時，這個通信鏈路將從位于這個移動臺和第一小區(qū)的基站之間改變到在這個移動臺和第二小區(qū)的基站之間。這就被稱作越區(qū)切換。
詳細地，某些小區(qū)可能完全位于其它較大的小區(qū)的覆蓋區(qū)域內(nèi)。這些被稱作分級的小區(qū)，并且一個示例是稱作被用于在高業(yè)務(wù)量的區(qū)域提供一個高業(yè)務(wù)容量的微小區(qū)。典型低，微小區(qū)小，并且可以在一個有限的區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)數(shù)目很多的小區(qū)。移動到一個微小區(qū)的一個移動臺將被從提供覆蓋的稱作宏小區(qū)的小區(qū)進行越區(qū)切換。這釋放了在宏小區(qū)中的資源，這樣，分級小區(qū)就提供了一個大的覆蓋范圍并且具有高業(yè)務(wù)容量的可能性。
所有基站被一個固定網(wǎng)絡(luò)所互聯(lián)。這個固定網(wǎng)絡(luò)包括通信線路，交換機，與其它通信網(wǎng)絡(luò)的接口，用于操作這個網(wǎng)絡(luò)所需要的各種控制器，和基站本身。從一個移動臺來的一個呼叫通過這個網(wǎng)絡(luò)被路由到這個呼叫的目的地。如果這個呼叫是在相同通信系統(tǒng)的兩個移動臺之間進行的，這個呼叫就通過這個網(wǎng)絡(luò)被路由到另一個移動臺目前所位于的小區(qū)中的一個基站。這樣，就在這兩個向小區(qū)提供服務(wù)的基站之間，通過這個網(wǎng)絡(luò)建立了一個連接。替代地，如果這個呼叫是在一個移動臺和連接到公眾交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)的一個電話之間進行的，這個呼叫就被從提供服務(wù)的基站路由到在這個蜂窩移動通信系統(tǒng)和PSTN之間的接口。然后，這個呼叫被PSTN從這個接口路由到這個電話。
一個同播系統(tǒng)是這樣一個系統(tǒng)，其中在一個區(qū)域內(nèi)的所有小區(qū)在所有的時間內(nèi)，均使用一個一致的頻率發(fā)送一個一致的信號。這個廣播信號包括控制信息并被用作一個信標來確定相對信號強度。另外，在同播系統(tǒng)內(nèi)的每一個小區(qū)可以發(fā)送一第二頻率，用來傳送業(yè)務(wù)。每一個小區(qū)所使用的這第二頻率是不同的，盡管這個第二頻率可以被重復(fù)使用，如果距離是足夠地大以能夠減輕干擾。因為在一個呼叫的期間內(nèi)，一個移動臺很可能會停留在同播系統(tǒng)內(nèi)，并且這個同播載波有效地產(chǎn)生了一單個更大的傘狀區(qū)域，所以很可能僅需要較少的小區(qū)間(在同播小區(qū)和外部小區(qū)之間的)越區(qū)切換。所以，大部分越區(qū)切換將是蜂窩內(nèi)類型(在同播小區(qū)之間)。因為僅有一單個傘狀小區(qū)標識，所以這個移動臺不能夠識別在這個傘狀小區(qū)下的更小的目的小區(qū)即，越區(qū)切換過程不能獲得移動臺的幫助，即不能夠利用移動臺在廣播載波之間的變化。不是移動臺識別小區(qū)，而是小區(qū)通過測量相鄰上行鏈路業(yè)務(wù)的強度來識別目的移動臺。與其它小區(qū)所進行的測量相比，一個小區(qū)的相鄰測量的強度越強，所觀察的移動臺就更有可能越區(qū)切換到這個小區(qū)。
例如，這些小區(qū)可以是微小區(qū)或者皮小區(qū)。皮小區(qū)一般被用于建筑物內(nèi)部(其中在900MHz或者1800MHz中的無線信號傳播通過外部墻或者內(nèi)部隔斷時將被例如金屬所嚴重衰減)，微小區(qū)一般用于某些較大一點的區(qū)域，例如城市中心。
為了在周圍同播小區(qū)中測量移動臺，這些基站將重新調(diào)諧到這些小區(qū)中業(yè)務(wù)載波的頻率上。但是，當這些頻率被重復(fù)使用時，基站將測量所希望移動臺和所有在使用相同的業(yè)務(wù)載波頻率的小區(qū)中分配了相同的時隙的移動臺的一個組合信號電平。這將導(dǎo)致不準確的測量，并且降低越區(qū)切換的性能。
本發(fā)明的一個目的是克服或者減輕這樣一個缺點。
更一般地，本發(fā)明在一個移動網(wǎng)絡(luò)中提供了附加的靈活性，并且可以獲得更多的關(guān)于這個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的信息，這在下面將變得更清楚。
根據(jù)本發(fā)明的一第一方面，提供了包括一組小區(qū)的移動通信網(wǎng)絡(luò)，這組小區(qū)具有用于承載信令信息的一個共同同播載波，至少一第一小區(qū)與一第一業(yè)務(wù)載波頻率相關(guān)，其中至少一第一移動臺被安排成間歇地執(zhí)行到這個共同同播載波的一個小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換，同時，移動通信網(wǎng)絡(luò)還包括當這個移動臺使用共同同播載波時執(zhí)行無線環(huán)境的測量的裝置。
在一個實施方式中，小區(qū)內(nèi)的越區(qū)切換是從第一業(yè)務(wù)載波到共同同播載波。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，一個時鐘裝置被安排成產(chǎn)生命令所述小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換的一個信號，并且所述時鐘裝置位于這個網(wǎng)絡(luò)的一個固定部分，并且被安排成向一個或者多個移動臺發(fā)送所述信號。
在一個實施方式中，作為對所接收信號電平的測量或者從一個移動臺來的一個無線信號傳輸質(zhì)量測量的一個響應(yīng)，安排產(chǎn)生命令所述小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換的一個信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，一個或者多個基站被安排成測量一個接收信號電平和/或者在共同同播載波上被這個移動臺所發(fā)送的信號質(zhì)量，并且作為對這個測量的響應(yīng)，決定進行一個越區(qū)切換。
在一個實施方式中，這個移動通信網(wǎng)絡(luò)是一個GSM網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)本發(fā)明的一第二方面，提供了在包括一組小區(qū)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中進行工作的一個基站，這組小區(qū)具有用于承載信令信息的一個共同同播載波，至少一第一小區(qū)與一第一業(yè)務(wù)載波頻率相關(guān)，這個基站也包括以用于命令一第一移動臺間歇地執(zhí)行到這個共同同播載波的一個小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換的裝置，同時，這個基站也包括當這個移動臺使用共同同播載波時執(zhí)行無線環(huán)境的測量的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了操作包括一組小區(qū)(2)的一個移動通信網(wǎng)絡(luò)的一個方法，這組小區(qū)(2)具有用于承載信令信息的一個共同同播載波，至少一第一小區(qū)與一第一業(yè)務(wù)載波頻率相關(guān)，這個方法包括步驟第一移動臺(4,4′)間歇地執(zhí)行到這個共同同播載波的一個小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換，并且當這個移動臺(4,4′)使用共同同播載波時執(zhí)行無線環(huán)境的測量。
下面僅參考附圖中

圖1和圖2來描述一個優(yōu)選實施方式，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)的一個示意圖，這個移動通信網(wǎng)絡(luò)采用了延伸到一組皮小區(qū)或者微小區(qū)的一個同播BCCH載波；圖2是圖1的這個網(wǎng)絡(luò)中一個基站的一個時隙頻率圖。
參考圖1，所顯示的GSM網(wǎng)絡(luò)包括了定義相應(yīng)的皮小區(qū)2的一組皮蜂窩頭1，每一個皮小區(qū)2表示與每一個皮蜂窩頭1相關(guān)的一個相應(yīng)廣播載波信號的覆蓋區(qū)域。與每一個皮蜂窩頭1相關(guān)的是一個業(yè)務(wù)載波，每一個業(yè)務(wù)載波具有至少與其最近的相鄰皮小區(qū)的頻率不同的一個頻率。
另一個同播載波被從每一個皮蜂窩頭1發(fā)送，并且延伸到如在11所顯示的上一級皮小區(qū)。
上面的皮小區(qū)組在這個情形下與從基站收發(fā)器8發(fā)送的載波所定義的兩個宏小區(qū)3進行接口通信，并接著又被固定通信鏈路連接到一個共同基站控制器9，并且由此連接到網(wǎng)絡(luò)的剩余部分。在一個變形中，皮小區(qū)2將是微小區(qū)，并且一個傘狀小區(qū)將覆蓋皮小區(qū)或者微小區(qū)。
在工作中，例如被一個時鐘10所產(chǎn)生的并且經(jīng)過這個固定通信鏈路被傳送的一個控制信號，或者替代地，對檢測到在一個預(yù)定閾值下的無線信號電平和/或者質(zhì)量作出響應(yīng)而產(chǎn)生的一個控制信號，被廣播到一個移動臺4(如無線信號5所指示的)，并且命令這個移動臺執(zhí)行到一個與這個同播載波相應(yīng)的上行鏈路載波頻率和時隙的一個小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換。這樣一個信號5也可以被一個皮蜂窩頭1′發(fā)送到一個移動臺4′，如所顯示的，頻率的改變?nèi)缂^7所顯示的。
現(xiàn)在，在描述移動臺4和4′的響應(yīng)以前，將參考圖2來詳細地描述信號5的結(jié)構(gòu)。
圖2顯示了被一個基站收發(fā)器(BTS)8發(fā)送到其相關(guān)宏小區(qū)或者被一個皮蜂窩頭1發(fā)送到其相關(guān)皮小區(qū)的各種信號的頻率時隙分布。對一給定小區(qū)(宏小區(qū)或者皮小區(qū))可用的頻率組(或者更準確地，頻帶)f1到f5將典型地不包括與那些被相鄰小區(qū)所使用的頻率相同的頻率，以避免產(chǎn)生干擾。從其它的方面而言，相應(yīng)宏小區(qū)和皮小區(qū)的頻率時隙分布是類似的。
這個載波是在與時隙0相應(yīng)的時隙SL和頻率f5，信標頻率上被發(fā)送的。這個載波包括FCCH,SCH,BCCH,PCH，和AGCH信道，它們向小區(qū)內(nèi)的移動臺發(fā)送相應(yīng)類型的控制和信息數(shù)據(jù)，如GSM規(guī)范中所定義的。為了確保大部分功率傳送是在信標頻率上(使它可以被這個小區(qū)內(nèi)的移動臺所識別，以使它們可以訪問上述控制和信息數(shù)據(jù))，在頻率f5上沒有被使用的任何時隙被填充了虛擬的突發(fā)數(shù)據(jù)。
上述頻率時隙結(jié)構(gòu)在GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)中是很普通的?，F(xiàn)在假定，已經(jīng)建立了從或者到所感興趣小區(qū)內(nèi)一個移動臺的呼叫。這個移動臺將使用在相應(yīng)皮小區(qū)的業(yè)務(wù)載波頻率上的一個時隙TS1來進行通信。這個信號5將通過例如在FACCH(快速相關(guān)控制信道)上的時隙SL中的一個控制信道，被傳送到移動臺。信號5將導(dǎo)致這個移動臺改變到BCCH頻率上的一個時隙TS2。
已經(jīng)描述了一個移動臺進行小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換到BCCH載波上一個新的業(yè)務(wù)信道，所產(chǎn)生的操作現(xiàn)在將被參考圖1進行進一步的描述。這有多個選擇。
首先，應(yīng)注意，皮蜂窩頭1′前面所使用的、用于將業(yè)務(wù)傳送到其皮小區(qū)內(nèi)移動臺的時隙TS1將不再被使用，因為這個功能已經(jīng)被負責(zé)同播傳送的無線單元所接管。所以，在這個時隙期間，與這個皮蜂窩頭1′相關(guān)的收發(fā)器(沒有顯示)可以被重新調(diào)諧到另一個頻率，并且可以用于進行干擾測量和在這個頻率上的移動臺信號和/或者質(zhì)量的測量。例如，可以通過在時隙6期間內(nèi)，將接收頻率從f2改變到f1，來測量在一個時隙TS3內(nèi)，在相鄰皮小區(qū)的業(yè)務(wù)頻率f1上進行通信的一個移動臺。替代地，這個接收器可以繼續(xù)在相同的頻率f2上進行接收，這樣測量在這個移動臺不存在時的干擾電平。然后，這個信息可以被傳遞回一個基站控制器9，然后被傳遞到用于控制在小區(qū)之間或者皮小區(qū)之間的頻率分配的固定網(wǎng)絡(luò)的一個合適的部分。與一個宏小區(qū)3(或者與一個微小區(qū)，沒有顯示)相關(guān)的一個基站收發(fā)器8可以進行一個類似的過程。
第二，在同播BCCH的覆蓋區(qū)域11內(nèi)的所有皮小區(qū)收發(fā)器可以被安排成測量從這個移動臺來的信號電平，因為它們均具有共同的BCCH載波頻率。然后，當這個移動臺接近這個皮小區(qū)時，這個信息可以被用于選擇接收到最大功率和/或者信號質(zhì)量的相鄰皮小區(qū)2以進行小區(qū)間越區(qū)切換。這是一項所希望的措施，因為傳統(tǒng)的小區(qū)間越區(qū)切換的小區(qū)選擇方法(包括移動臺的下行鏈路測量，選擇的結(jié)果可以被傳送到基站收發(fā)器)會對不位于相鄰皮小區(qū)內(nèi)的、但是位于在相同頻率上進行發(fā)送的同播覆蓋區(qū)域內(nèi)的兩個移動臺產(chǎn)生不確定的結(jié)果。當移動臺在快速移動時，例如在火車上時，也會產(chǎn)生困難。
優(yōu)選地，在測量后移動臺將回到一個業(yè)務(wù)載波。但是，這個業(yè)務(wù)載波可以是一個不同的皮小區(qū)的業(yè)務(wù)載波，如果這個測量指出這將產(chǎn)生更好的性能。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，一個時鐘產(chǎn)生這個信號5，例如，這個時鐘周期性地促使進行一個新的測量。這個時鐘可以被集中地位于網(wǎng)絡(luò)中并且能夠通過這個固定網(wǎng)絡(luò)分送到合適的皮蜂窩頭，以傳送到移動臺。替代地，對當前無線傳輸?shù)臏y量作出響應(yīng)，可以進行這個過程。當當前的傳輸質(zhì)量不令人滿意并且需要進行一個越區(qū)切換來改善質(zhì)量時，干擾電平和相鄰基站的可能發(fā)送質(zhì)量的信息是最重要的。例如，如果一個移動臺對當前在提供服務(wù)的皮小區(qū)來說，其質(zhì)量水平不令人滿意，它可以被命令切換到BCCH載波，在該載波上，所有的皮小區(qū)均能夠測量從移動臺來的信號電平。然后，對這些測量作出響應(yīng)，可以決定到一給定皮蜂窩頭的一個越區(qū)切換。優(yōu)選地，選擇從這個移動臺接收最強信號電平的皮小區(qū)。
這樣，對當前發(fā)送的信號電平或者質(zhì)量的一個測量作出響應(yīng)，可以啟動這個測量過程。優(yōu)選地，當這些電平在一給定閾值以下時，就可以啟動這個測量過程。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，對多個移動臺重復(fù)這個測量，由此建立網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動臺分布的信息。
在上述實施方式的一個變化中，當一個移動臺發(fā)起一個呼叫時，這個移動臺被臨時分配到同播載波的一個時隙。然后，在這個皮蜂窩頭中(或者在與微小區(qū)相關(guān)的基站收發(fā)器中)進行與上面所描述的類似的上行鏈路測量，并且根據(jù)這個測量，一個合適的皮小區(qū)或者微小區(qū)被分配到這個移動臺。在這個實施方式中，這樣，小區(qū)間越區(qū)切換不是從另一個業(yè)務(wù)載波上，而是從一個不激活的狀態(tài)開始。
盡管以一個GSM移動蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)為例描述了本發(fā)明的一個實施方式，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不局限于這樣一個網(wǎng)絡(luò)，它也可以用于其它類型的移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)，例如USA中的NADC網(wǎng)絡(luò)和日本的PDC網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求
1．一個移動通信網(wǎng)絡(luò)，包括一組小區(qū)(2)，這組小區(qū)具有用于承載信令信息的一個共同同播載波，至少一第一小區(qū)與一第一業(yè)務(wù)載波頻率相關(guān)，其中至少一第一移動臺(4,4′)被安排成間歇地執(zhí)行到這個共同同播載波的一個小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換，和這組小區(qū)還包括當這個移動臺(4,4′)使用共同同播載波時執(zhí)行無線環(huán)境的測量的裝置。
2．如權(quán)利要求1的權(quán)利要求，其中小區(qū)內(nèi)的越區(qū)切換是從第一業(yè)務(wù)載波到共同同播載波。
3．如權(quán)利要求1的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中一個時鐘裝置(10)被安排成產(chǎn)生命令所述小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換的一個信號。
4．如權(quán)利要求3的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中所述時鐘裝置(10)位于這個網(wǎng)絡(luò)的一個固定部分，并且被安排成向一個或者多個移動臺發(fā)送所述信號。
5．如權(quán)利要求1的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中響應(yīng)對所接收信號電平的測量或者從一個移動臺來的一個無線信號傳輸質(zhì)量的測量，產(chǎn)生命令所述小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換的一個信號。
6．如權(quán)利要求1的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中一個或者多個基站(1,1′,8)被安排成測量這個移動臺在共同同播載波上發(fā)送的信號的接收信號電平和/或者質(zhì)量。
7．如權(quán)利要求1的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中作為對這個測量的響應(yīng)，決定進行一個越區(qū)切換。
8．如權(quán)利要求1的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中在不同小區(qū)內(nèi)的基站(1,1′,8)被安排成測量多個移動臺在這些上行鏈路上發(fā)送的信號電平和/或者質(zhì)量，并且這個網(wǎng)絡(luò)被安排成處理這些測量，以確定移動臺在這個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的分布。
9．如權(quán)利要求1的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中在一個進行了小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換的小區(qū)中的一個基站(1′)被安排成重新調(diào)諧，以當業(yè)務(wù)被共同同播載波處理時在與第一業(yè)務(wù)信道不同的一個頻率上進行接收。
10．如權(quán)利要求9的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換而離開的小區(qū)的基站(1′)被安排成用于監(jiān)視第一業(yè)務(wù)載波上的干擾，而業(yè)務(wù)被新的上行鏈路信道所處理。
11．如前述權(quán)利要求中任何一個的移動通信網(wǎng)絡(luò)，其中這個移動通信網(wǎng)絡(luò)是一個GSM網(wǎng)絡(luò)。
12．在包括一組小區(qū)(2)的移動通信網(wǎng)絡(luò)中進行工作的一個基站(1,1′)，這組小區(qū)具有用于承載信令信息的一個共同同播載波，至少一第一小區(qū)與一第一業(yè)務(wù)載波頻率相關(guān)，這個基站(1,1′)包括以用于命令一個移動臺(4,4′)間歇地執(zhí)行到這個共同同播載波的一個小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換的裝置，同時，這個基站也包括當這個移動臺(4,4′)使用共同同播載波時執(zhí)行無線環(huán)境的測量的裝置。
13．操作包括一組小區(qū)(2)的一個移動通信網(wǎng)絡(luò)的一個方法，這組小區(qū)(2)具有用于承載信令信息的一個共同同播載波，至少一第一小區(qū)與一第一業(yè)務(wù)載波頻率相關(guān)，這個方法包括步驟一第一移動臺(4,4′)間歇地執(zhí)行到這個共同同播載波的一個小區(qū)內(nèi)越區(qū)切換，并且當這個移動臺(4,4′)使用共同同播載波時執(zhí)行無線環(huán)境的測量。
全文摘要
在一個同播載波的覆蓋區(qū)域(11)內(nèi)包括一組皮小區(qū)(2)或者微小區(qū)的一個GSM移動通信網(wǎng)絡(luò),被安排成命令一個移動臺(4,4′)在一個BCCH頻率和可用的相應(yīng)自由時隙上向皮蜂窩頭(1)或者一個基站收發(fā)器進行發(fā)送,并且被利用來進行干擾測量,以有助于在網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)之間的頻率分配,或者使所有皮蜂窩頭能夠?qū)σ粋€移動臺進行上行鏈路測量,以決定進行小區(qū)間越區(qū)切換的最佳皮小區(qū)。這后一個操作模式克服了與在一個同播系統(tǒng)進行越區(qū)切換以前、移動臺所進行的傳統(tǒng)下行鏈路測量相關(guān)的頻率不確定性問題。
文檔編號H04W16/32GK1304627SQ99807071
公開日2001年7月18日 申請日期1999年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月10日
發(fā)明者霍華德·托馬斯, 托馬斯·科克, 羅利·奧尼爾 申請人:摩托羅拉有限公司