CN100474965C - Gsm核心网络中用于gsm和3g收发基站的控制器及对gsm核心网络透明的、从3g小区到gsm小区的外部越区切换方法 - Google Patents

Gsm核心网络中用于gsm和3g收发基站的控制器及对gsm核心网络透明的、从3g小区到gsm小区的外部越区切换方法 Download PDF

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Abstract

站控制器(M-BSC)连接到GSM(全球移动系统)或DCS(数字蜂窝系统)移动收发器系统的收发基站BTS，并通过3G系统的典型码分无线电接入技术和TDD双工连接到TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统的收发基站BTSC。该控制器连接到GSM类型的MSC电路交换机。新3G技术共享GSM核心网络，否则忽略该GSM核心网络的存在。通过抑制任何从GSM小区向BTSC小区的越区切换，和在适当处理将发送到MSC的信息之后启动从BTSC小区向GSM小区的外部越区切换(通过MSC的干预)，实现了3G新技术对核心网络的透明性。该特别过程由站控制器执行并包括：由BTSC再处理越区切换候选小区的混合列表(2G和3G)，以获得无线电技术不同的两个小区列表；根据服务质量准则选择一个列表发送到MSC；在本地存储器中将MSC拥有的移动站(MS/UE)类标记与关联所选择列表的类标记进行比较；在不一致的情况下，在发送所选择列表之前更新MSC类标记。

Description

GSM核心网络中用于GSM和3G收发基站的控制器及对GSM核心网络透明的、从3G小区到GSM小区的外部越区切换方法
技术领域
本发明涉及移动电信部分，具体地说，涉及在GSM核心网络中用于GSM和3G收发基站的控制器以及对GSM核心网络透明的、从3G小区到GSM小区的外部越区切换方法。
背景技术
在公用蜂窝移动电信主干网络或PLMN(公共地面移动网络)中，最有名的当然就是泛欧洲900MHz GSM系统(全球移动通信系统)，及其直接衍生物1800MHz DCS(数字蜂窝系统)。GSM是第2代系统，由特殊的超国家组织(CEPT/CCITT，在ETSI/ITU-T内)以推荐形式公布的规范形成，这些组织的目的是对不同制造商提出的电信系统的操作进行标准化，从而使它们兼容并由此可以互相通信。
在设计移动收发器系统时，设计开发中最有决定意义的因素是接入类型的选择，接入类型将会实施到物理信道上，用于在不同用户之间分配可用频带。第2代系统最常用的接入技术是：执行频分多路接入的FDMA(频分多址)技术，执行时分多路接入的TDMA(时分多址)技术，以及执行空分多路接入的SDMA(空分多址)技术。
在FDMA技术中，每个用户都可以在服务所要求的全部时间内利用其他用户无法共享的、他自己的频率信道；这种称为SCPC(每载波单信道)的情况以第1代模拟系统为代表。在TDMA技术中，在称为时隙的不同时刻将一个频率信道分配给多个用户；在一个时隙期间只有一个用户可以在分配给该时隙的频率上进行发送和/或接收(在跳频情况下不同的时隙之间可能有所变化)。在SDMA技术中，同时将一个频率信道分配给多个用户；通过识别无线电信号的不同到达方向来区分不同的用户。在同一移动系统中，上述接入技术可以单独使用，也可以合起来使用以利用可能的协作。GSM系统采用混合FDMA-TDMA的技术，考虑到单纯的FDMA，GSM系统避免了过分利用载波，而考虑到单纯的TDMA技术，GSM系统避免了构造出不能提议的长帧。
在PLMN系统中，用户可以在从基站接收信息的同时向该基站发送信息。该通信方法称为全双工，并可以利用频域和时域的技术来完成。GSM中采用的FDD(频分双工)技术对上行链路区段(上行链路)和下行链路区段(下行链路)使用不同的频带。两个频带被一个未使用的间隙频带分开，以启动合适的无线电频率滤波。TDD(时分双工)技术对上行链路和下行链路区段使用不同的服务时间，因为所有信道都在两个发送方向上被访问。如果两个服务时间之间的时间间隔很小，则对用户来说好像发送和接收是同时发生的。
图1示出GSM或DCS类型移动系统的功能体系结构的概要但说明性的结构图。
符号MS(移动站)表示移动电话设备(后面称为移动电话)，也用于汽车，这些设备以无线电方式连接到各收发机TRX(图中未示出)，收发机TRX属于遍布全国的相应收发基站BTS。每个收发机TRX都连接到一组其配置保证对BTS服务的小区进行统一无线电覆盖的天线。作为一个整体占用移动服务的所有可用载波的N个相邻小区为一组，该组称为集群；相同的载波可以在相邻集群中被再次使用。多个BTS固定站通过物理载波连接到收发基站的一个通用控制器，该控制器表示为BSC(基站控制器)。
由BSC控制的多个BTS的组形成一个功能系统，称为BSS(基站系统)。
多个BSS系统直接或通过TRAU(译码和速率适配器单元)块连接到公知为MSC(移动交换中心)的移动自动交换机，该TRAU块允许在64千比特/秒的连接线上副多路复用(sub-multiplexing)16或8千比特/秒的信道，由此优化其使用。TRAU块将64千比特/秒的声音代码转换为13千比特/秒的GSM全速率(或代码转换为6.5千比特/秒的GSM半速率)，使得可以用16千比特/秒或8千比特/秒流来进行传输。
MSC块反过来又连接到PSTN(公用交换电话网络)和/或ISDN(集成服务数字网络)地面网络的自动交换机。
在MSC自动交换机附近，通常安装了名为HLR(Home Location Register，归属位置寄存器)和VLR(Visitor Location Register拜访位置寄存器)的两个数据库，图中并未示出；第一数据库包含各移动MS的稳定数据，而第二数据库则包含可变数据；两个库一起合作，使得该系统可以追踪在延伸到不同欧洲国家的地域内移动的用户。
此外，基站控制器BSC连接到个人计算机LMT(本地维护终端)，后者允许与进行监督、报警管理、通信测量估值等称为O&M(操作&维护)的操作和维护中心OMC进行人/机对话，并且基站控制器BSC最后连接到在GSM04.64中规定的用于分组交换数据服务的SGSN(服务GPRS(通用分组无线电服务)支持节点)块。SGSN节点连接到两个分开的GGSN(网关GPRS支持节点)节点，在这两个节点中，第一个执行与外部分组交换网络的互相作用功能，并且通过基于IP(因特网协议)协议的GPRS骨干网络连接到其它SGSN节点，而第二个连接到PSTN/ISDN自动交换机。SGSN节点还通过只发送信令的接口(阴影线)直接连接到PSTN/ISDN。
图1示出在主功能块之间划定接口边界的垂直阴影线，具体地说，Um表示MS和BTS之间的无线电接口，Abis表示BTS和BSC之间的无线电接口，A表示TRAU和MSC之间的接口或直接置于MSC和BSC之间的接口。以下其它接口直接表示在各连接上：Asub表示BSC和TRAU之间的接口，T表示BSC和LMT之间的RS232接口，O表示BSC和OMC之间的接口，Gb表示BSC和SGSN之间的接口，Gs表示SGSN和MSC之间的接口，Gn表示SGSN和骨干网GPRS的GGSN之间的接口，最后Gp表示SGSN和PSTN/ISDN之间的接口。上述接口描述在以下GSM建议中：04.01(Um)、08.51(A-bis)、08.01(A)、12.20和12.21(O)、04.60(Gb)。SGSN节点与MSC中心位于同一分层结构层上，SGSN追踪单个移动电话的位置，并执行安全和接入控制功能。为此，向HLR寄存器添加关于GPRS用户的信息。
不管哪一种意欲向用户提供可与固定电话网络相媲美的服务质量标准的公共地面移动网络(PLMN)，都必须具有综合的信令系统。在GSM系统中，具有多个分层结构层的协议可用于管理存在于不同接口中的电话信令。该协议主要来自于TACS模拟移动系统和PSTN电话系统中使用的协议，并将该协议调整为适应Um空气接口的新要求以及由用户的移动性所产生的要求。分层结构使得可以将信令协议的功能细分为控制平面(C平面)上的交叠块组，还可以将该协议描述为一连串的独立阶段。每一层都利用更低层提供的通信服务，并将它自己的通信服务提供给更高层。上述协议的第1层接近地连接到用于连接两个不同接口的物理载波类型；第1层描述了在至Um接口的无线电连接上发送比特流和在至Abis和A接口的地面连接上发送比特流所需的功能。地面连接的第1层描述在建议CCITT G.703和G.711中。为了在连接点之间发展无错误的虚拟载波，第2层开发了用于控制正确消息流的功能(传输功能)。称为网络层的第3层以及更高层开发了消息处理功能，用于控制涉及连接管理和就用户移动性而进行的呼叫控制的主应用处理。
在GSM移动电话系统中，移动站MS即使在没有呼叫的情况下也执行给定活动。实际上，作为可以通过网络进行通信的第一步，移动站要求连续选择一个可以在移动站移动期间与该移动站联系的小区。上述活动包括在GSM03.22和05.08建议中描述的“小区选择和再选择”。移动站通过扫描由GSM预见的所有BCCH(广播控制信道)载波，选择可与该移动站联系的小区，其中MS事先就了解BCCH载波，因为它们已经存储在MS的SIM卡(用户识别模块)中。对于每一个BCCH载波，MS测量所接收信号的功率，解调RF信号，将自身与解调信号的多帧结构同步，从而能从该BCCH信道获得“系统信息”，在这些信息中就有BSIC(基站识别码)小区的标识符和相邻小区的标识符。所选择的小区称为“正在服务”的小区，是结果更为可靠的小区。在没有呼叫的状态(空闲状态)过程中周期性执行上述操作，即使移动站已经联系到一个小区，这样，如果移动站从另一个小区接收到更高可靠性的BCCH载波，则移动站可以又联系到该另一个小区(小区再选择)。
即使在专用模式中，也存在一个程序适用于找到在移动站从一个小区移动到另一个小区的情况下继续连接的最佳资源。该程序特别是对于蜂窝移动系统来说无疑就是一种越区切换，其执行使得网络可以控制移动电话，以强迫该移动电话在小区间切换的情况下继续到另一小区的信道，或在小区内切换的情况下继续到同一服务小区的另一信道。对任何一种移动电话系统来说切换都是一种基本功能，因为它使得移动电话即使在通信期间在地域上大范围移动的情况下也能相互通信。切换防止了通信信道发送质量的降级，否则这种降级可能由于移动电话逐渐远离自身服务小区的复合天线而不可避免地出现。此外，应当快速执行信道跳转，以避免用户在通信进行中可能接收到噪声。切换是一种主要涉及电路交换系统的功能，即，在该电路交换系统中必须在整个通话持续时间内保持连接，否则在整个中断持续时间内肯定会丢失信息。在GPRS网络上的分组发送不需要类似于GSM的越区切换，即有效发送期间的信道变化，因为分组的特性就是不连续的，因此可以利用发送一个分组和发送下个分组之间的时间间隔使移动电话寻址新的资源。如上所述，要注意本发明处理的主要是指电路交换通信，因此后面将省略涉及GPRS服务的问题。对于切换方法的适当执行，移动电话即使在呼叫期间也执行类似于“小区选择和再选择”中的措施，并周期性更新优选用于切换的N个小区的列表。
与图1的GSM(DCS)系统有关，参考图2描述了在外部越区切换的第一阶段期间存在的第3层消息序列，即涉及MSC自动交换。在与消息关联的箭头所表示的方向中，每条消息从一个网络元件开始，到下个网络元件结束。所涉及的网络元件是MS、BTS、BSC和MSC块。BTS和BSC网络实体根据它们指代当前或未来移动小区而称为服务或目标。前进方向(朝着图中的右侧)表征在从当前小区到未来小区方向上的消息；后退方向表征相反方向。图2的时间顺序步骤如下所示：
·服务BTS站向服务BSC控制器发送INTERCELL_HAND_CON_IND消息，该消息包括由移动电话监控的小区的列表，这些小区基于它们被选择为执行越区切换的目标的能力大小而以优先级的降序排列。依据生产整个BSS系统的不同制造公司，可以具有或没有该消息，因为总是BTS或BSC控制器(基于系统的最适宜选择)根据移动电话执行并用MEASUREMENT_RESULT消息发送的对相邻小区的容量大小的测量来填充最终列表。随后，在一个更长的观察期内对移动电话进行的该短期手段进行平均，并因此为第n代相邻小区准备了一个连接质量参数，该参数称为“功率预算”。将功率预算PBGT(n)与作为E&M(操作和维护)参数给定的各阈值进行比较，以获得将被用于越区切换判决的、称为HO_MARGIN(n)的值。为此填充一个包括最大数量为M个优选小区的列表，利用这些小区移动电话可以执行越区切换；从该列表推断最初由移动电话给定的列表可能不匹配最终列表。上述准则可能是用于越区切换的最知名的准则之一，但是并非唯一的准则，例如还存在涉及移动电话至BTS的距离的准则，或涉及通信质量的准则，这只是引用了其中两个。
·在存在外部越区切换的情况下，服务BSC在估计适合于越区切换的小区列表时选择没有配置在正服务移动电话的BSS区域中的小区；因此越区切换程序又上升到网络元件的分级层，直至MSC。因此，BSS通过包括可能目标小区列表的HANDOVER_REQUIRED消息向MSC发送越区切换请求。所讨论的消息将选择该目标小区的责任转交给MSC，移动电话将会被越区切换到该目标小区。
·此时，MSC开始(在所接收的列表中)搜索适于满足越区切换请求的小区。一旦确定了目标小区，MSC就在接口A上向目标BSC发送HANDOVER_REQUEST消息，该消息包含不同的信息，其中就有“类标记”，即多个描述移动电话容量的消息，有助于BSC目标选择与新资源的关联。这些类标记事先由服务BSS系统通过CLASSMARK_UPDATE消息提供给MSC。
·BSC目标反过来向目标BTS站发送CHANNEL_ACTIVATION消息，以控制发送器的启动。
·BTS目标站用CHANNEL_ACTIVATION_ACK消息响应，以告知所请求资源的启动。
·BSC目标控制器向MSC回送HANDOVER_REQUEST_ACK消息，以告知已成功完成搜索和目标小区中资源的启动。该消息传送将被发送到移动电话的控制，用于将该移动电话移动到目标小区。
·MSC向服务的BSC控制器回送HANDOVER_COMMAND消息，该消息包含将移动电话越区切换到目标小区的控制。该控制经过BSC控制器和服务的BTS站，直到其到达移动电话为止，该移动电话执行该控制来完成越区切换程序。
技术问题分析
即将介绍的第3代移动系统(3G)或UMTS(通用移动电信系统)产生了与现有第2代PLMN系统兼容的巨大问题。UMTS系统符合由3GPP(第3代伙伴计划)联盟发布的国际标准。在3GPP标准部分中，定义了两种无线电接入CDMA(码分多址)的技术；它们分别公知为TDD UTRA(时分双工UMTS陆地收发接入)，其中发送方向在时域内是不同的，以及WCDMA UTRA(宽带CDMA)，其中发送方向在频域内是不同的。而TDD UTRA技术又预知两种选项：公知为3.84Mcps(兆码片/秒)TDD的第一宽带选项和公知为1.28McpsTDD的窄带选项。与中国委员会CWTS(中国无线电信标准)合作的本发明申请人积极致力于开发基于3GPP1.28McpsTDD标准物理层的标准，但是重新采用了GSM-GPRS协议最高层的很多函数和程序，由此向网络操作者提供一种能操作GSM网络的大部分元件的技术。该标准公知为TD-SCDMA(时分-同步CDMA)，或更准确地称为移动TD-SCDMA系统(TSM)。
由于CDMA技术在3G系统中的重要性，简短介绍该技术是很有用的，该技术采用相互正交的扩展码序列，或者扩展码序列的相互关联可以假定为0。确切地说，该技术考虑到在传输频带中合计的不同用户之间的区别，因为在由自身码序列表征的信道上，其它信道的信令作为关联结果将会是噪声。对于窄带传统系统，由于在强衰减中感兴趣的频谱部分只是由有效信令占用的全部频谱的一非常小部分，因此扩展频谱技术提供了对瑞利选择性衰减非常不敏感的优点，该瑞利选择性衰减是由沿着被发送信令的广播路径多次反射而引起的。第2代和第3代系统都可以通过向现有多路复用加上SDMA的多路复用来利用智能天线的优点，该技术已提供用于TD-SCDMA系统。
由于CDMA技术提供的传输速度较高和资源分配的灵活性较大，第3代系统可以向用户提供大量尤其是涉及宽带数据传输的服务和应用。此外，TDD服务提供了在“频谱间隙”中配置利用频带的优点，该频谱间隙对应于其中未满足利用FDD技术所需的间隙(被未用时间间隔分开的用于TX和RX的不同频带)的区域。与FDD双工相比，TDD双工的另一优点在于通过在下行链路上比上行链路分配更多的资源，可以抵挡恰似由IP应用产生的数据非对称业务。另一方面，3G系统需要经济(基础设施和研发)和风险方面的巨大投资。如上所述，引入TD-SCDMA系统通过考虑步进式的、低风险的从2G系统转换到3G系统，为保持与预定现有系统GSM(DCS)兼容必要性这个事实提供了很有前途的可能解决办法。不远的将来要达到的目标是如果可能的话保持GSM的功能特性，而另一方面，任何时候干预新3G技术的影响都需要专门的解决方案。在开发的第一阶段，TD-SCDMA网络可能是分布在现有GSM-GPRS(或DCS)网络上的孤岛，TD-SCDMA和GSM-GPRS共享作为核心网络的网络重要部分(在由MSC、HLR、VLR等代表的电路交换的情况下)。在与现有GSM或DCS网络集成的阶段期间，经常在两个系统之间来回。移动站的一个有利特性(但并非强制性的)是系统为多系统(3G，2G)。在这种情况下，3G移动电话可以利用不同系统的频率分离的频带来选择该移动电话将要连接的最佳目标小区，即使在临时未被新3G系统覆盖的地域内，3G移动电话也能与网络通信，但最重要的方面是，由于本发明引进的对站控制器的操作模式的创新，移动电话可以执行所谓的系统间切换，其特征是移动电话从3G移动收发接入技术转换为GSM(DCS)移动收发接入技术，但不允许反向转换，因为选择了以最大可能的程度来加速引进TSM标准而没有要求GSM标准组织(其忽略除DCS以外的系统)做出修改，因为这样的要求需要大量时间。
FDMA-TDMA技术的专门解决方案用于GSM系统，这些解决方案不能直接转换到采用CDMA技术的电话系统，至少对于引起最重要问题的无线电接口是如此。利用同一核心网络GSM和/或DCS来引进很多方面都更有利的3G系统进一步提出了要解决在精确越区切换过程期间正确发送信令的问题。已注意到，为了避免对核心网络的修改，需要考虑不同技术之间只从TD-SCDMA小区到GSM小区的越区切换。但是这在外部越区切换的情况下是不够的，因为直接涉及MSC，并且需要保证GSM核心网络的该重要部件对新技术的透明度。参考图2描述的越区切换过程涉及小区之间的外部越区切换，这些小区都是GSM，因此不能明显提供在存在不同无线电接入技术的小区时执行越区切换的有用教益。
此后，可以合理地假定涉及对TD-SCDMA系统和GSM/DCS系统之间越区切换的候选小区列表进行管理的两种操作模式。
·本身是创新的第一模式，即编辑小区的同类列表(每个列表的所有小区都使用相同的技术)，并不时选择将被发送到MSC的列表。
·第二模式，即只编辑一个包括两个系统的小区的“混合”列表。
两种模式都来源于按照TD-SCDMA技术连接的双标准移动电话通过由该移动电话产生的MEASUREMENT_RESULT消息发送到网络的信息。关于连接状态的信息(移动电话的发送功率、移动电话在与之相连的小区中接收的信号电平等等)与同一BSS知晓的信息(下行链路使用的功率、涉及邻近性的静态信息等)交织在一起。因此由于一个立即要出现的共同原因，两种模式都只会增加越区切换失败的可能性。
·第一模式：当MSC交换机保持与目标系统不一致的类标记信息(系统中的移动电话容量)时向该MSC交换机发送越区切换候选小区的同类列表，并认为通过MSC交换机不能区分两个系统的小区这个设计选择，推断出MSC不能为了使类标记适应于目标系统而执行类标记的转换。
·第二模式：认为采用新3G系统的出发点是严格避免带来对MSC电路交换机的任何硬件和软件修改，GSM网络的该重要部件只“知道”GSM(DCS)世界，而忽略其它与该GSM世界关联的接入技术的存在，因此如果上述“混合”列表发送到MSC电路交换机，则该MSC电路交换机根本不能区分两个系统的小区，并认为它们全都是与建立当前呼叫阶段时存储的类标记信息关联的GSM小区。如上所述，越区切换失败的原因同样已经证明过，即BSS系统(“被屏蔽”系统的目标)在通常模式下来解释MSC电路交换机接收的涉及另一标准的类标记信息(错误)。具体地说，如果TD-SCDMA系统的类标记信息发送到GSM(或DCS)BSS系统目标，则该BSS系统这样来解释该类标记信息中包含的值，即好像它们是涉及GSM系统的类标记信息，当然至少该BSS系统对这些值成功地进行了解码。
对TD-SCDMA强调的技术问题不会明显存在于由GSM900MHz和DCS1800MHz形成的多标准系统中，因为MSC电路交换机可以支持两个标准，并能正确区分类标记信息(GSM和DCS没有不同的类标记，只有语义方面的可选字段或扩展字段)。
一个例子可以更好地解释该技术问题。在发送到MSC的移动电话的类标记信息中有功率类别、加密算法、多时隙容量等。该信息涉及移动电话在一个系统中的操作，这些操作不同于同一移动电话在其他系统中的操作。附录1包括两个表：表1示出GSM移动电话的功率类别，表2示出TD-SCDMA移动电话的功率类别。根据这两个表中再现的码的比较，显然码2可以展示出基于各表指代的系统的功率值之间是多么的不同，即：
·在GSM900的情况下是8W
·在DCS1800的情况下式0.25W
·在TD-SCDMA的情况下是1W。
涉及移动电话的功率类别的该例子可以用于在GSM(DCS)和TD-SCDMA系统中具有相同消息结构、但具有不同语义的类别标记信息2。还存在结构和信息在两个系统中完全不同的类别标记3消息，因此不能在它们之间直接进行比较；一个特定于TD-SCDMA接入技术的例子是在下行链路方向和上行链路方向之间的时间转换能力。显然，由于在FDD技术中缺乏理解，因此在GSM中不存在类似物。有用的是记住那些基于由服务系统的基站发送并由MSC电路交换机存储的类别标记的信息，该MSC电路交换机初始化越区切换过程，包括从服务BSS系统接收的包含在HANDOVER_REQUEST消息中的类标记信息。
新移动电话情况和限制核心网络引起的第二个问题是站控制器的设计配置。TD-SCDMA系统不是作为自主式系统出现的，而是至少在其初始化阶段用于共享GSM核心网络。因此，新的2G+3G网络由两个不同接入网络的共有核心网络形成。每个接入网络都关心它自己的、主要集中于收发基站中并只部分在站控制器中的功能。站控制器在其自己的接入网络和属于共有核心网络的MSC电路交换机的中间。从可操作的观点来看，站控制器从每个具有相同帧组织并发送由类似协议控制的消息的接入网络接受比特输入流，并提供标准输出连接，而不管输入信息的起源如何，因此，对两种接入技术使用两个不同控制器似乎不会节省成本。
发明内容
本发明的范围是限定一种用于小区电话收发基站的站控制器，所述小区电话收发基站的特征在于采用可以将不同类型的基站连接到一个公用核心网络GSM的不同接入收发技术，所述站控制器这样来操作，能以一种对GSM核心网络来说透明的模式来管理在非GSM技术的小区和GSM小区之间经由MSC的外部越区切换。
为了达到上述目的，本发明的范围是一种用于小区电话收发基站的站控制器，所述小区电话收发基站的特征在于采用相互不同的无线电接入技术，所述站控制器包括外部越区切换控制装置。
权利要求1的特征是新的站控制器执行选择最适合的接入技术来支持外部越区切换的任务；选择通过根据无线电接入技术来准备同类小区列表并只将一个预定选择技术固有的列表发送到电路交换机MSC来进行。此外，同一站控制器提供如下功能：避免外部越区切换失败、首先检查表征MSC电路交换机的关于移动电话容量的信息(类标记)、然后只在这些类标记与预定选择列表引用的类标记不一致的情况下才更新MSC电路交换机的类标记。由于类标记的更新，外部越区切换过程可以成功进行。必须指出，由MSC存储的类标记信息仍然是由站控制器发送到MSC的类标记信息，因此站控制器的检查不要求与MSC交换消息。考虑到在建立任何新连接时，移动电话为了建立新连接而根据所采用的接入技术将移动电话的类标记发送到网络，结果是在正常条件下应当在移动电话的越区切换从3G小区转换到GSM小区期间发生类标记交换；这意味着如果外部越区切换涉及两个3G小区，则即使借助于不知道所使用的类标记的MSC也不可能发生类标记交换(必须认为MSC记住这些类标记而不管其内容如何，但是MSC使类标记对BSS目标系统“准备就绪”，而BBS目标系统才是该信息的真正接收者)。但是在异常事件的情况下，例如外部越区切换失败的情况或其它情况，由MSC保持的类标记可能不再与呼叫建立期间发送的类标记一致，因此必须重新建立由MSC保持的类标记。
如前所述，各种建议还没有准备好从GSM到TD-SCDMA的切换，因此这里介绍的是“非对称”系统间的切换，即只在一个方向，而实际上双标准移动电话成功地在两个系统中实施了测量，因此应当具备支持“对称”越区切换的能力。但这是对该强制限制所付出的代价。对于双标准移动电话，非对称系统间越区切换以如下方式获得：
·如果移动电话连接到GSM小区，则该移动电话忽略新3G技术，此外GSM标准不提供对3G频率的测量，并且实际上不能发送向TD-SCDMA越区切换的请求。
·如果该移动电话连接到TD-SCDMA小区，则在移动电话单元在两个系统的相邻小区中实施了测量的情况下由基站准备MEASUREMENT_RESULT消息；然后，同一收发基站估计越区切换的存在条件，如果这样的条件存在，则该收发基站向新的站控制器发送没有包含在候选小区的3G+GSM混合列表中的小区间越区切换请求。在收发基站内处理MEASUREMENT_RESULT消息是普遍的工程实践，可以节省AbisM(或GSM的Abis)接口上的资源。根据本发明的教益，站控制器基于该混合列表准备外部越区切换的方式。与不知道另一种技术的GSM的站控制器BSC不同，新的站控制器知道两种技术(即使更大的影响对3G收发基站施加了过重的负担)，并采用GSM消息来“误导”MSC，使得系统间的外部越区切换对MSC来说是透明的。假定由于所述标准不提供其它系统的存在而使MSC没有办法来促进系统间越区切换(最多，与DCS的越区切换是经过授权的)，则该误导改变了在MSC向目标小区发送越区切换请求之前由MSC保持的关于移动电话容量的信息，包括为移动电话的类标记所发送到的系统进行校正的该移动电话类标记。移动电话的新容量是3G控制器已经知道的，并将是目标小区中使用的容量。然后可以表明移动电话是如何从3G服务小区开始转换到GSM目标小区而MSC没有识别到，并且新小区是如何以合适方式服务该移动电话的。
GSM+3G系统利用GSM核心网络比3G接入网络透明的优点，因为否则就必须干预高度标准化且实际上持久使用的网络元件(MSC)，或必须放弃从3G到GSM的越区切换，因为没有本发明的设置就不能进行该越区切换。
有利的是，新的站控制器的结构适合于为共享同一服务区域的TD-SCDMA和GSM收发基站提供服务，并适合于提供至共用核心网络GSM的唯一连接，同时符合两个接入网络的独特操作特性。具体地说，这意味着：
·如果移动电话只是GSM，则站控制器象传统BSC那样操作，忽略3G技术；
·如果移动电话只是3G，则站控制器可以采用GSM核心网络来服务该移动电话；
·如果移动电话是双标准，则站控制器可以按照前面所述的考虑标准之间通路的方式来服务该移动电话。
本发明的另一目的是提供一种可以通过所述站控制器执行的外部越区切换方法。
本发明的另一目的是一种本身非常重要的可选方法，其目的是最大程度地加速系统间的外部越区切换。该方法预见到在伴随移动电话连接到网络的信令发送阶段就已经获得由移动电话支持的所有无线电接入技术的类标记，这些类标记可能在以后需要。为此，在移动电话接入网络并自发或应请求发送了涉及该移动电话所连接的系统的类标记之后，站控制器分析和存储这些类标记，然后通过在每个系统中都有效的合适消息请求其它系统的类标记。在新的类标记到达时，将这些新的类标记存储在本地，从而使得在需要时能立即得到这些类标记，而不会在请求或等待响应时浪费更多的时间。
附图说明
通过下面详细描述本发明的实施例以及通过附图可以清楚理解本发明及其优点和其它目的。
图1(已描述)示出GSM-GPRS或DCS系统的方块图。
图2(已描述)示出在GSM区段中的外部越区切换过程期间在网络元件之间交换的主要消息的时间变化。
图3示出一种移动电话情况，其中GSM(DCS)收发基站连接到站控制器BSC，TD-SCDMA收发基站连接到站控制器RNC(无线电网络控制器)，GSM和TD-SCDMA收发基站共享连接到一个站控制器的同一站点，该站控制器综合了有关BSC和RNC控制器的功能。
图3a与图3的不同之处在于只存在一个根据本发明实施的M-BSC站控制器。
图4示出在提供GSM小区和3G小区的移动收发器情况下内部小区间越区切换的例子。
图5示出在同一3G系统的小区之间的外部越区切换。
图6示出从3G小区到GSM小区的外部越区切换。
图7示出本发明的站控制器M-BSC的内部结构。
图8展示了由包含在图7的控制器M-BSC中的PPLD处理器同时进行的消息处理和消息发布过程。
图9示出由包含在图7的M-BSC控制器中的PPS7处理器执行的消息分析和消息发布过程。
图10示出由包含在图7的M-BSC控制器中的TDPC处理器执行的消息分析和消息发布过程。
图11示出由图7的电路交换节点MSC执行的消息分析和消息发布过程。
图12示出由按照本发明实施例的图7的TDPC处理器执行的程序。
图13示出根据本发明的在从3G到GSM的外部越区切换过程中交换的消息流。
图14示出用于优化系统间外部越区切换的图13方法的另一种选择。
图15示出越区切换过程失败的例子。
具体实施方式
图3示出包括GSM小区和TD-SCDMA小区的移动收发器的情况，其中为简单起见没有在图中示出边界。GSM小区由相同数量的GSM(DCS)系统收发基站BTS提供服务，而TD-SCDMA小区由相同数量的TD-SCDMA系统收发基站BTSC(TD-SCDMA的收发基站)提供服务，BTSC也称为节点B。由于系统的任何一个小区都由它自己的BTS/BTSC提供服务，因此可以认为术语“小区”和“BTS/BTSC”是同义词。由于频带被两个系统分开使用，因此同一地域的小区可以同时具有来自两个系统的无线电覆盖范围，因此同一区域的小区可以同时由一个GSM小区和一个TD-SCDMA小区覆盖。一组移动单元与图中可见基站中的有关基站无线电连接。这些移动电话可以是单一的无线电接入技术，有利的是，它们可以支持两种技术。GSM系统的BTS站和各移动MS(移动站)之间的空气接口是Um接口，而TD-SCDMA系统的BTSC站和各移动UE(用户设备)之间的空气接口称为Uu接口。在本发明的优选实施例中，移动单元可以不加选择地根据一个或另一个标准操作，该双标准移动单元表示为MS/UE。MSC交换机是用在GSM网络中的交换机而没有任何修改。在不同块之间的连接线上，不同接口的边界和命名都以点划线表示。在BTS站和BSC控制器之间的连接上表示Abis接口，而在BTSC站和M-BSC控制器之间的连接上，用AbisM表示通过修改Abis来使Abis更好的适应新物理层要求而获得的接口。在Abis和AbisM接口上，物理层以及第1层、第2层的消息是相同的，而第3层的消息一般来说不同。在BSC控制器和MSC交换机之间的连接上示出标准GSM接口A。在图中示出一种实际情况(在左下方)，其中基站GSM(DCS)和基站TD-SCDMA协同定位并只连接到一个站控制器BSC+RNC，即使Abis和AbisM接口是分开的。BSC+RNC控制器根据本发明的方法范围综合单个控制器的功能。在图中可以注意到，新TD-SCDMA系统共享现有GSM系统的电路交换支持结构，以及用于从网络和向该网络传输声音、数据和信令的有关接口A。至于所涉及的信令协议，共享用于控制呼叫(呼叫控制)和管理存在于大多数MSC网络节点的用户移动性(移动性管理)的常用GSM程序。
图3a与图3的不同之处在于不同的收发基站只连接到一个站控制器M-BSC，该M-BSC又通过接口A与MSC连接。该情况适用于在由多个收发基站共享的小区中细分的地域的概略化，其中每个收发基站都采用不同于其它基站采用的收发接入技术。上述技术是用于第2代或第3代系统中的技术，优选是局部标准化的，甚至还可以就是专有的，或者是一部分标准化而另一部分专有的。移动电话采用单一的接入技术，或有利的是支持两种或更多可能的接入技术。基站通过可能互不相同的接口分别连接到公用控制器M-BSC。核心网络是开发来用于上述技术中的仅一种技术的网络。下面参考例子分析控制器M-BSC的结构和操作。
图4表示MS/UE类型的双标准移动电话MOB1，为了执行系统间切换，该移动电话从其连接的BTSC类型的小区1移动到BTS类型的小区2。在这种情况下该切换是经过授权的。图4还示出MS/UE类型的双标准移动电话MOB2从其连接的BTS类型的小区3移动到BTSC类型的小区4的情况；在这种情况下没有提供切换。
图5示出存在两个分别连接到都由自己的BTSC服务的小区1和2的站控制器M-BSC1和M-BSC2的情况。每个控制器还通过接口A连接到GSM网络的MSC电路交换机。图5示出由属于控制器M-BSC1的区域的小区1提供服务的移动电话MOB1，该移动电话正向属于控制器M-BSC2的区域的小区2移动。图5的情况强制包含了用于执行切换的电路交换机MSC，因为服务小区和目标小区属于不直接在这两个小区之间而通过网络通信的BSS系统，该电路交换机MSC确切地由节点MSC表示。在这种情况下，转接称为外部转接，并在所考虑的情况下也可以称为系统间切换。
图6与图5不同，因为小区1是BTSC类型而小区2是GSM类型，此外还可以看见BTSC类型的第3个小区。在授权切换的情况下，外部切换称为系统间切换，并且是本发明优选实施例的目标。表示小区对两种类型的无线电站都具有相同大小的情况显然是一种为说明目的的简化；实际上不同移动系统的小区具有不同的地理形状和面积。
图7示出上述图中的控制器M-BSC的详情。M-BSC控制器包括下列各块：TDL、MATSW、CLK-GEN、PPLD、PPS7、TDPC、MEM-T、MPCC、MEM-M、MMAS、OMC和LMT。第一组的TDL块通过数字编号导线1连接到GSM系统的收发基站，并通过数字编号导线2连接到交换机矩阵MATSW。第二组的TDL块与前面的相同，通过数字编号导线3连接到GSM系统的电路交换机MSC，并通过数字编号导线4连接到交换机矩阵MATSW。PPLD块是通过数字编号导线5连接到交换机矩阵MATSW的用于LAPD信令的外设处理器，此外该PPLD块还连接到系统总线S-BUS。块PPS7是SS7信令的外设处理器，通过数字编号导线6连接到交换机矩阵MATSW，此外还连接到系统总线S-BUS。TDPC块是连接到系统总线S-BUS和存储器MEM-T块的电话处理器。块MPCC是管理处理器，连接到系统总线S-BUS(MPCC块是系统总线的起源)、大容量存储器MMAS、与操作和维护中心OMC的X.25类型接口OMC-INT、以及另一个与本地终端LMT(PC)的接口。CLK-GEN块包括产生时钟信号的高稳定振荡器，从该时钟信号中获得所有由M-BSC控制器的内部块使用的定时。
导线1在两个传输方向上都是单向线，用于传输符合A-bis和AbisM接口的串行数字流。上述数字流是PCM2048千比特/秒(T2)类型，如CCITT G.703使用的，并包括64千比特/秒的通信信道和信令发送信道。该信令发送基于LAPD协议(D信道上的链路接入过程)，如根据CCITT Q920、Q921建议的。LAPD信令信道也称为“D信道”，与预定的固定数量的通信信道相关联，最大为30全速率。还可以用一个或更多16千比特/s的信道来代替64千比特/s的LAPD信令信道。在图7中可以看出数字流1的两种类型，第一种类型包括涉及单个Abis接口的信令，第二种类型包括涉及单个AbisM接口的信令。从接口Um转换到接口Abis的转换操作及相反转换都主要由BTS实施，这意味着按照GSM标准的编码语音信道TCH转换为8比特时隙PCM，以及信令协议从LAPDm(适合于移动电话的LAPD)转换为LAPD。基站BTSC在TD-SCDMA系统的接口Uu和接口Abis之间执行双重转换。
导线3在两个传输方向上都是单向线，用于传输符合接口A的串行数字流。上述数字流也是2048千比特/s的CCITT G.703PCM类型，包括通用信道CCITTNo.7类型的64千比特/s的通信信道和信令信道。其中一个信令信道用于实施基于CCITT X.25协议的接口O，该接口位于操作和维护中心与BSC之间。导线5和6分别与导线2和4相同。
MPCC块是控制和监管M-BSC控制器整个操作的管理处理器；其这样操作，MPCC块具有一个其可以处理的、与所有M-BSC块的(双重)标准接口，该接口被认为是外设，MPCC块通过(双重)地址、数据和控制信号的系统总线S-BUS与M-BSC的所有块连接。提供了两对以激活/热-备用配置操作的MPC；考虑到冗余，每个MPCC块都包括一个实施M-BSC块的配置和控制逻辑的电路。所述电路为外设块采用的对选择产生信号，该对选择是指外设块选择激活的一对的总线来连接。
每个PPLD块是为来自/至BTS/BTSC的N(＝4)个64千比特/s的信道管理在Abis/AbisM接口上发送信令的LAPD协议的外设处理器。PPLD块包括连接到双端口RAM存储器的CPU，该双端口RAM存储器具有读写独立的访问通道，该访问通道连接电话处理器TDPC；此外，PPLD块还包括与矩阵MATSW的接口，以及与管理处理器MPCC的接口。CPU扩展所接收消息的第1层和第2层字段，即该CPU执行LAPD协议。
每个PPS7块是控制接口A上的CCITT No.7信令(CCSS No.7或SS7)的外设处理器。该PPS7块的结构与PPLD块的结构相似。
TDPC块是控制涉及呼叫控制和基于用户移动性管理无线电资源的GSM典型应用处理的电话处理器。此外，TDPC块还用于在外设PPLD和PPS7信令处理器之间交换消息，这表示在交换消息的LAPD和CCITT SS7协议之间进行转换。
TDL块表示2048千比特/s的PCM导线1和PCM导线3的终端，并完成这些导线和由MATSW块表示的双重交换网络之间的接口。如下所示，TDL块执行一个公知终端正常情况下应当执行的所有功能，即：均衡输入信号，从该输入信号中获得可能用于定时不同电路的时钟信号；将导线码转换为适用于所采用的逻辑电路的不同输入层的信号；提供弹性存储器来补偿导线延迟并提供近同步操作；检测在线警报条件；提取帧同步；BER测量等。此外，还包括提取/插入至操作和维护中心的、64千比特/s的信令信道。每个TDL块都有自己的、与管理处理器MPCC接口的导线控制器，TDL块与MPCC一起合作进行监管和维护。Abis和AbisM接口的TDL块与交换机矩阵MATSW之间的连接用2表示；接口A的TDL块与交换机矩阵MATSW之间的连接用4表示。
交换机矩阵MATSW实现了接口A的导线3上出现的16或64千比特/s的通信信道与Abis和AbisM接口的导线1上出现的通信信道之间的双向连接。该矩阵是必要的，因为上述信道分布在这两组导线之间的不同路径上。导线3通常具有镜像数，因为它们更长而且更加昂贵，因此必须更高强度地使用导线3。MATSW矩阵的另一个重要功能在于为至外设处理器PPLD和PPS7的信令信道实现了半永久连接(“钉住”)。为此，提取出在导线2上向MATSW发送的LAPD信令时隙，并插入只由信令信道组成的2兆比特/s的串行数字流中，该数字流从导线5发送到外设处理器PPLD。相反，由上述处理器PPLD产生的PPLD信令信道构成发送信道的2兆比特/s串行数字流的时隙，并由导线5发送到矩阵MATSW。至于从导线4通过导线6发送到外设处理器PPS7的信令信道CCITTNo.7及相反，都与上述操作类似。
个人计算机PC与管理处理器MPCC对话，并为启动下列操作执行人/机接口，例如：初始化、从大容量存储器MMAS加载软件、诊断等等。图7中的图只具有总体特征，并非实际现场安装的情况；因此，假定M-BSC控制器实施为一个或更多文件夹，不同文件夹的数量没有标示出。至于涉及MPCC、TDPC、MATSW和CLK-GEN块的文件夹数量，该数量对于M-BSC来说是恒定的；至于涉及TDL、PPLD和PPS7块的文件夹数量，将在任何新装置上基于对由该M-BSC控制器服务的区域内的移动电话服务的电话业务预测来确定。该数也为了可靠的原因而增加一个单位。
图8至10简略示出在M-BSC站控制中包含的不同接口之间的信令消息的排队、分析和传送处理，其方式是，从网络第一元件到达与外部接口、即Abis、AbisM和A接口上的信令消息可能被重新编址，并在可能的处理之后，传送到通过上述接口通信的第二网络元件。该传送不在M-BSC的寻址能力之内，而在MSC的寻址能力之内，如图11所示。在网络元件之间或在一个元件内传送信令消息的能力是存在通信协议的真正原因。实际上，只有通过包括在过程中的、网络元件之间的有序消息序列，才能为控制表征该过程的不同阶段而建立有用信息的双向流；例如，在考虑用户移动性的所有复杂情况的条件下建立、保持和终止呼叫的阶段。在新的2G-3G情况中，用户移动性的可能结果是被迫向支持不同无线电接入技术的小区切换。影响M-BSC控制器的消息明显有很多，一些由移动电话、即MS或UE产生，一些由BTS或BTSC站产生，一些在内部产生，另一些由MSC节点产生。一些消息以透明方式简单跨越LAPD和SS7接口之间的M-BSC控制器，而另一些则接受内部处理，如本发明的外部切换的预备消息。每个LAPD或SS7消息都包括用于识别消息的起始点和到达点的字段、表示消息类型的字段、表示该消息所采用的物理资源(频率、时隙、代码等)的字段、以及其它控制字段。包括在所有这些字段中的信息使得传送可行又可靠。不同消息的名称由建议GSM/TSM01.04定义，而其特定格式则在有关建议中描述。至于本发明，图13至15示出所处理的大部分信息发送消息以及消息的来源和目标实体。
图8至图10没有示出在管理处理器MPCC和M-BSC控制器中可见的其它块之间的消息交换。这并不意味着没有发生信息交换；实际上，在MPCC和所述其它块之间的交换主要涉及硬件和软件配置的信息、维护所进行的操作以及应用程序中使用的一些E&M参数值。但是，上述信息不适用于消息类型，也就是说从信令的观点如何来考虑这些消息。
参考图8描述涉及PPLD块的信令消息交换过程。该过程从步骤A1开始，其中内部CPU初始化具有电话处理器TDPC的接口。在下个步骤A2中，CPU激活LAPD协议，向所连接的BTS和BTSC的所有收发器发送预定帧，这些收发器必须按照期望方式响应，以激活各LAPD链路。此后，在A3中CPU进入查询LAPD链路上消息的接收中断标志的循环。在接收情况下，在A4中执行消息接收的处理，该处理是：为正确接收帧而执行LAPD协议，并将所接收的消息存储在缓冲器中。在下个步骤A5中，CPU分析所接收消息的第2层的不同字段，并根据以下处理来获得信息：执行第2层的涉及BTS(BTSC)和BSC之间连接管理的功能，以保证所预测的第3层信息流(消息)在BTS(BTSC)和电话处理器TDPC之间或直接在MS(UE)和TDPC之间的正常循环。上述第3层消息主要是在GSM08.58建议中描述的称为RR’、RR*和BTSM(BTS管理)的协议的消息，其中：BTSM允许BSC和BTS之间的对话；RR’和RR*构成控制功率控制、频率跳跃、无线电帧上的信道配置、加密、切换等功能的无线电协议RR；具体地说，RR’启动MS和BTS之间的对话；RR*启动MS和BSC之间的对话，该对话以透明方式跨越BTS。根据上述分析，在步骤A6，如果消息的目标是电话处理器TDPC，则该消息被发送到该TDPC，否则在步骤A7中将消息发送到CPU，以便在CPU的能力范围内进行处理并对该处理产生的消息进行排队。步骤A6和A7的执行使得所述过程转向到位于查询循环A3之前的点A。无论何时在步骤A3中未确定中断标志，CPU都引入步骤A8，其中对处理器TDPC发送的消息队列进行分析。如果在步骤A8中存在至少一条消息，则CPU执行步骤A9来选择该消息，然后执行步骤A10，将消息发送到连接到BTS或BTSC的适当LAPD链路，此后所述过程返回点A。如果在步骤A8中由TDPC所进行的队列分析可知该队列为空，则CPU执行步骤A11，其中CPU分析由它自己产生的消息队列，并选择一排队的消息，或者如果CPU自己产生的该队列为空，则CPU指向点A。根据所选择消息的目标来执行步骤A12或A13，在每一步骤的最后所述过程都返回点A。在步骤A12，该消息在适当的LAPD链路上被发送到BTS或BTCS；在步骤A13，该消息被传送到电话处理器TDPC，该TDPC将消息发送到源自M-BSC的链路SS7。
图8的描述揭示了PPLD单元发送消息的能力；一些例子将更能说明这一点。在步骤A13，来自BTS/BTSC的INTERCELL_HAND_CON_IND消息由PPLD排队，并传送到TDPC用于产生小区间切换命令，或产生外部切换到MSC的请求。在步骤A10中，HO_CANDIDATE_ENQUIRE_INVOKE消息(来自MSC)由TDPC排队并传送到BTS/BTSC。在步骤A10，MS_RF_POWER_CAPABILITY消息由TDPC排队并传送到BTS/BTSC。在步骤A14，HO
CANDIDATE_ENQUIRE_COMPLETE消息由PPLD排队并传送到TDPC。在步骤A13，CONDITION_FOR_INTER_CELL_HO消息由PPLD排队并传送到TDPC。
参考图9描述涉及PPS7块的信令消息交换过程。该过程从步骤B1开始，其中该块内部的CPU初始化电话处理器TDPC。在下个步骤B2中，CPU激活SS7协议并跳至步骤B3，在B3中CPU进入查询SS7链路上消息接收的中断标志的循环。在接收情况下，在B4中执行消息接收的处理，并将所接收的消息存储在缓冲器中。在下个步骤B5中，CPU分析所接收消息的第2层的不同字段，以确定该消息的目标。根据该分析结果，如果消息的目标是电话处理器TDPC，则在步骤B6该消息被发送到该TDPC，否则在步骤B7中将该消息发送到适当的SS7链路上以返回网络。步骤B6和B7的执行使得所述过程转向到位于查询循环B3之前的点B。如果在步骤B3中未确定中断标志，则CPU引入步骤B8，其中对处理器TDPC发送的消息队列进行分析。如果该队列为空则所述过程返回点B，否则CPU执行步骤B9，其中选择该消息并发送到适当的LAPD链路上，此后所述过程返回点B。
参考图10分析涉及TDPC块的信令消息交换过程。该过程从步骤C1开始，其中内部的CPU初始化与PPLD和PPS7块的接口。在下个步骤C2中，CPU分析来自PPS7块的消息队列。在存在排队消息的情况下，在步骤C3选择并分析该消息。如果在步骤C3得知该消息的目标是LAPD链路，则在下个步骤C4中及时处理该信息，并在步骤C5中关于协议从SS7转化到LAPD来转化该结果消息并发送到适当的PPLD块；此后所述过程跳至直接位于步骤C2前面的点C。如果在步骤C3中得知该消息又是指向SS7链路，则在步骤C6及时处理该消息，并将结果消息直接发送到有关PPS7块；此后所述处理返回点C。如果在步骤C2中消息队列PPS7为空，则CPU引入步骤C7，其中对PPLD块发送的消息队列进行分析。如果该队列为空则所述过程跳至点C，否则CPU执行步骤C8，其中选择并分析一条消息。如果在步骤C8中得知该消息又是指向链路LAPD，则在步骤C9中及时处理该消息，并将结果消息直接发送到适当的PPLD块；此后所述过程返回点C。如果在步骤C8中得知所选择的消息指向SS7链路，则在步骤C10中及时处理该消息，并在步骤C11关于协议从LAPD转换到SS7来转换结果消息并发送到适当的PPS7块；此后所述过程跳至点C。
最后参考图11描述涉及交换节点MSC的信令消息交换过程。假定MSC交换机通过n个接口A连接到相同数量的n个站控制器M-BSC。该过程从步骤D1开始，其中该网络节点内部的CPU初始化与PSTN的网络接口。在下个步骤D2中，CPU激活在与每个控制块M-BSC1、M-BSC2、...、M-BSCn的接口A的链路上的SS7协议，然后跳至步骤D3，在D3中CPU进入查询SS7链路上消息接收的中断标志的循环。在标志确定的情况下，在D4中由其中一个站控制器MSC执行消息接收的处理。在下个步骤D5中将消息发送到网络，此后所述过程跳至直接位于查询循环D3之前的点D。如果在步骤D3中未确定中断标志，则CPU引入步骤D6，其中对从网络接收的消息队列进行分析。如果该队列为空则所述过程跳至点D，否则CPU执行步骤D7，其中CPU分析所接收消息的第2层的不同字段以确定该消息的目标。在下个步骤D8中，将消息发送到连接到有关站控制器M-BSC的SS7链路上，此后所述过程跳至点D。
对于与老BTS站或新TD-SCDMA站的网络的连接模式来说，新的收发站控制器M-BSC的结构描述可以认为是完整的。所提议的结构使得可以按照正确方式在M-BSC之内和之外寻址有关的信令消息。最后，我们要分析所引进的使新TD-SCDMA技术对网络透明的创新点，在本实施例中是对MSC交换机透明。涉及本发明的修改预见到在相同或优选不同技术的小区中，使用作用于外部切换的动态性的装置。内部切换和小区间切换都不需要特别干涉。如已介绍过的，在不同技术小区之间的越区切换明显预示着移动电话支持两种技术，以及移动电话执行动作来使自己在两种技术的小区之间的移动性更加有效。这些动作是：在空闲模式下(如已介绍过的)或者在连接模式下，监控两种技术的服务小区和相邻小区的所谓信标信道(BCCH)的容量。不考虑移动电话的接入技术，对连接模式下的相邻小区的监控是移动电话对BTS/BTSC在下行链路中传送的信号执行的扩展测量行为的一部分，该测量行为的结果是在上行链路中规则地向BTS/BTSC发送的值，而BTS/BTSC反过来又对移动电话在上行链路中发送的信号执行测量，并用两个方向上的全部测量来准备MEASUREMENT_RESULT消息。对该消息的处理可以产生能管理用户移动性的控制，即用于功率控制、时间进度和不同类型切换的程序的控制。在双标准移动电话连接到TD-SCDMA小区的情况下，对应于切换的N个相邻候选小区列表的MEASUREMENT_RESULT消息的信息字段内容与单标准移动电话情况下同一信息字段的内容有所不同，并且与双标准移动电话连接到GSM小区的情况也有所不同，因为在第一种情况下是包含按照优先级顺序设置的GSM小区和TD-SCDMA小区的混合列表。该混合列表包含在从BTSC发送到站控制M-BSC的INTERCELL_HANDOVER_CONDITION_INDICATION消息中，用于根据本发明做进一步处理。对该信息内容的多样化进行限制意味着GSM的BTS用保持不变而且绝对不知道所述新技术，而BTSC用惯用GSM技术的MEASUREMENT_RESULT消息来接受信令。从对后图的描述中可以使控制器M-BSC所引进的创新变得清楚。
图12是由图7的通用TDPC处理器执行的程序的流程图，目的在于允许MSC管理在透明模式下从3G小区向GSM核心网络的外部切换。
该程序主要涉及在图10的过程的步骤C10中执行的处理。该程序表示在步骤C7和C8执行的接收和分析INTERCELL_HANDOVER_CONDITION_INDICATION消息，以及在步骤C11执行的对发送到有关处理器PPS7的已处理消息的排队，从而向MSC发送HANDOVER_REQUIRED和CLASSMARK_UPDATE消息。在步骤C10执行的处理涉及图6和图7中所见到的切换情况。在开始步骤P1中，在存储器中读取用第一消息发送的小区列表，以便在步骤P2中对信息字段执行涉及所采用的技术类型的测试。该列表由BTSC编辑，并基于小区被选择为执行切换的目标的能力大小，按照优先级下降的顺序包括由移动电话监控的小区。在步骤P2的分析可以表明对单独一种技术或两种不同技术的小区列表的发送。在第二种情况下执行步骤P3，其中鉴于小区在混合列表中所具有的优先级顺序，将混合列表的小区分为两个同类候选小区列表，即一个TD-SCDMA小区列表和一个GSM小区列表(这种情况可以概括为多种技术的列表)。在下个步骤P4中，处理器通过下面将简要描述的准则来选择将发送到MSC的列表。在步骤P4中所做的选择实际上还确定无论最后从授权列表中有效选择哪个小区都将在该目标小区中选择使用的收发器接入技术。
在下个步骤P5中执行一个测试，以检查将执行的切换是在内部还是在外部。所使用的准则如下：如果所接收列表的第一小区(即具有最高优选级的小区)属于服务BSS的管辖，则该切换是内部的，如果相反该小区属于另一个BSS的管辖，则该切换是外部的并应当包括MSC。在第一种情况下(内部切换)执行步骤P6；在该步骤中，发往BTS或BTSC目标并包括预选择的小区列表的HANDOVER_COMMAND消息放置在发送到适当处理器PPLD的队列中。在第二种情况下(外部切换)执行步骤P7，读取存储在MEM-T存储器(图7)中的数据库，该数据库在本地将实际具有MSC的移动电话的类标记信息映射到M-BSC，以便在步骤P8中检查上述信息是否符合由所选择列表表达的技术信息。如果在P8中回答“不”，则接着执行步骤P9和P10，从而向MSC发送队列中的两个消息。在步骤P9中，执行包含CLASSMARK_UPDATE控制的消息，该消息包括按照所选择的同类列表表达的技术的移动电话的类标记信息。如在建议GSM08.08中所述，该消息包含涉及按照特定无线电接入技术的移动电话容量的不同信息。这样，存储在MSC中的信息就与正在进行中的切换尝试的目标系统的接入特性一致。假定M-BSC控制器已经知道与所选择列表关联的移动电话类标记，后面的图将展示该获取模式。在步骤P10中，对包含所选择小区列表的HANDOVER_REQUIRED消息进行排队。如果在步骤P8中回答“是”，则只执行后面将要谈到的步骤10。
关于在步骤P4中执行的列表选择，可以使用不同的准则来满足移动电话所请求的服务的质量要求。图6的情况不会误导，因为图6假定已经执行了列表选择并且该列表对应于GSM。考虑到对图5的情况扩展的更一般性情况，M-BSC1控制器似乎可以在两个同类列表之间进行有效的选择。虽然所有列表的所有小区都多多少少满足上述质量要求，第一准则仍然是选择其第一小区在最初混合列表中具有最高绝对优先级的列表。在这种情况下，如果在混合列表中的最高优先级对应于TD-SCDMA，则选择该技术的同类列表，并且有关切换将是“系统内”的，相反情况下，选择GSM列表且有关切换是“系统间”的。为了优选第三代新技术提供的更高的服务机会，第二准则始终选择与TD-SCDMA技术关联的列表。这并不意味着如果MSC节点未能成功建立连接M-BSC控制器就不能在类标记更新后成功发送GSM小区的列表。如果相反通过首先发送GSM列表来实际上建立连接，则移动电话将在连接到新小区的整个持续时间内明确进入GSM领域，而没有任何返回新3G技术的可能性。
在接收到CLASSMARK_UPDATE和HANDOVER_REQUIRED消息或只接收到HANDOVER_REQUIRED消息时，网络节点MSC按照通常模式操作，以完成外部切换。具体地说：MSC将所接收列表的第一小区选择为切换的目标小区，并进行询问来检查在该小区中是否具有合适的资源。这意味着第二控制器M-BSC2的参与，因为目标小区在外部。如果在该目标小区中不存在所查询的资源，则对所接收列表的第二小区继续该查询(可能返回到内部服务BSS的区域内)，并持续下去直到找到合适的小区为止。
图13示出根据本发明优选实施例用于图6所示切换类型的第3层消息的时间顺序(消息序列图)。由TD-SCDMA小区1服务的多标准MOB1移动电话启动外部的系统间切换，并指向GSM(DCS)小区2。该切换涉及服务控制器M-BSC1、电路交换机MSC以及目标控制器M-BSC2。该描述有助于描述图12的想法并因此可以被简化。该时间顺序的步骤是：
·服务站BTSC向服务控制器M-BSC1发送包括混合列表TD-SCDMA和GSM小区的INTERCELL_HAND_COND_IND消息。基于所接收的列表，服务控制器M-BSC1根据小区在混合列表中所具有的优先级顺序来编辑两个候选小区同类列表，一个是TD-SCDMA小区的列表而另一个是GSM小区的列表。
·服务控制器M-BSC1选择GSM小区同类列表来发送到MSC(随后建议的情况是该选择的结果)。M-BSC1控制器检测到切换是外部的，因此该切换将涉及MSC。在连接时，多系统移动电话已经向M-BSC1发送了涉及TD-SCDMA技术的类标记，从而根据对该类标记的分析，M-BSC1检测到该移动电话的多系统容量(另外还接收了混合列表)，并请求该移动电话发送涉及GSM技术的类标记。M-BSC1控制器在记录了由MSC保持的针对所考虑的移动电话的类标记类型的本地数据库中，检查由MSC保持的该类标记是否符合所选择列表的表征GSM接入技术的类标记。如果不一致，则M-BSC1控制器向MSC发送包含刚由移动电话发送的该GSM类标记的CLASSMARK_UPDATE消息。此时，MSC控制器将新的GSM类标记重写在先前的TD-SCDMA类标记上。这样，存储在MSC中的信息就与正在进行的切换尝试的目标系统的接入特性一致。
·服务控制器M-BSC1通过包含先前选择的目标小区列表的HANDOVER_REQUIRED消息向MSC发送切换请求。该主题的消息委托MSC选择移动电话将被切换到的小区，约束该小区使之遵循所选择的接入技术，在该情况下是GSM(DCS)小区。
·此时，MSC开始(在所接收列表的小区中)搜索适合于满足该切换请求的小区。一旦识别出目标小区，MSC就通过接口A向目标控制器M-BSC2发送HANDOVER_REQUEST消息，该消息包含事先更新的类标记。
·目标控制器M-BSC2向GSM类型的目标BTS发送CHANNEL_ACTIVATION消息，以控制该发送器的启动，并期望返回CHANNEL_ACTIVATION_ACK确认消息。
·一旦接收到该确认消息，控制器M-BSC2就向MSC2发送HANDOVER_REQUREST_ACK消息，以通知对目标小区上资源的搜索和激活已成功执行。该消息传送将被发送到移动电话的命令，从而将该移动电话切换到目标小区。
·交换机MSC向服务控制器M-BSC1发送HANDOVER_COMMAND消息，该消息包括对切换到目标小区的控制。
·服务控制器M-BSC1向服务BTSC发送INTERSYSTEM_HANDOVER_COMMAND消息，以控制移动电话切换到GSM类型的目标BTS。
图14示出表征前一个图13的切换过程的另一种选择的消息序列。该另一种选择由控制器M-BSC1在建立TD-SCDMA呼叫的阶段执行，以便立即请求涉及移动电话在两个系统TD-SCDMA和GSM(DCS)中的容量的类标记信息。所引入的改善使得可以在延迟和等待的非临界阶段获得对成功越切换来说必不可少的信息。该方法只涉及服务BSS系统，并且只要网络认为需要就可以随时重复。该方法的时间顺序步骤是：
·当移动电话接入网络之后，自发地或应要求通过CLASSMARK_CHANGE消息发送涉及连接该移动电话的系统的类标记。该消息到达服务BTSC站，并从该站发送到控制器M-BSC1。
·M-BSC1控制器通过接口A上的CLASSMARK_UPDATE消息向MSC交换机发送从移动电话接收的、涉及TD-SCDMA系统的类标记信息。
·控制器M-BSC1从所接收的类标记信息中用CLASSMARK_CHANGE消息收集涉及移动电话容量类别的信息，并用MS_RF_POWER_CAPABILITY返回消息将该信息发送到服务BTSC。
·M-BSC1控制器向服务BTSC发送CLASSMARK_ENQUIRY消息，以便为了加速切换而请求涉及GSM系统的类标记信息。服务BTSC向移动MOB1发送上述消息。
·移动MOB1用包含移动电话在GSM系统中的容量的CLASSMARK_CHANGE消息来回答。该消息指向服务BTSC，并从该BTSC发送到M-BSC1控制器。一旦CLASSMARK_CHANGE消息到达，控制器M-BSC1就存储这些新的类标记，并在需要时，立即将该消息发送到MSC而不耽搁任何时间来提交请求和等待回答。
为完整起见，图15示出具有类标记更新的系统间切换失败的情况。切换失败的原因出现在目标BSS中，使得发送的消息序列仍然是图13中的消息序列，有可能增加了图14中另一种选择的步骤。导致切换失败的原因是：在目标BSS系统中(在该情况下包含GSM小区)，不管是何种原因都没有合适/空闲的资源来满足该服务。从这点开始，图15的消息序列与图13的不同之处在于：
·如果目标BTS站不能满足切换请求，则该目标BTS站向它自己的M-BSC控制器发送否定的CHANNEL_ACTIVATION_NACK消息，以通知该M-BSC控制器所述状况。
·此时，目标控制器M-BSC通过向交换机MSC发送HANDOVER_FAILURE消息，来通知MSC由目标BSS系统进行的切换过程失败。
·一旦接收到HANDOVER_FAILURE消息，MSC交换机就检查是否可能在服务控制器M-BSC向该交换机提供的其它小区中搜索资源。在不可能的情况下，产生HANDOVER_REQUIRED_REJECT消息并发送到服务BSS系统的控制器M-BSC；这意味着外部和系统间切换过程的失败。
·向GSM小区切换过程的失败也意味着服务控制器M-BSC必须负责将事先由MSC存储的GSM类标记改变成TD-SCDMA类标记，使得所有的网络部件都具有一致的信息。这通过向MSC交换机发送CLASSMARK_UPDATE来实现。
附件1
表1：GSM移动电话的容量类别
Figure C03818499D00311
注：移动电话的最小速率输出容量对于GSM900MS的所有类来说均为5dBm，而对于DCS 1 800MS的所有类为0dBm。
表2：TD-SCDMA移动电话的容量类别
 
容量类别 最大速率的输出容量 容差(dB)
1 2W(33dBm) +1/-3
2 1W(30dBm) +1/-3
 
3 0.5W(27dBm) +1/-3
4 0.24W(24dBm) +1/-3
5 0.12W(21dBm) +1/-3
6 0.11W(10dBm) +1/-3

Claims (10)

1.一种用于蜂窝电讯的收发基站(BTS，BTSC)的控制器(M-BSC)，所述收发基站采用相互不同的无线电接入技术(GSM，TD-SCDMA)，以便通过只知道第一无线电接入技术(GSM)的电路交换机(MSC)与至少一个请求小区间越区切换的移动站(MS/UE)通信，所述控制器包括：
第一接口装置(TDL)，具有在两个传输方向的连接(1)，用于在所述收发基站(BTS，BTSC)和所述控制器(M-BSC)之间传送业务和信令，
第二接口装置(TDL)，具有在两个传输方向的连接(4)，用于在所述电路交换机(MSC)和所述控制器(M-BSC)之间传送业务和信令，
连接到所述第一和第二接口装置(TDL)的处理装置(PPLD，TDPC，MEM-T，PPS7)，用于为越区切换处理信令，
其特征在于，所述处理装置包括：
用于获得与不同无线电接入技术相同数量的越区切换候选小区同类列表的装置(TDPC)，将这些候选小区与由服务使用第二不同无线电接入技术(TD-SCDMA)的所述移动站(MS/UE)的收发基站(BTSC)发送的混合列表的小区关联；
用于基于针对移动站所请求的服务的预定义质量准则来选择同类列表的装置(TDPC)；
存储装置(MEM-T)，用于存储由所述电路交换机(MSC)保持的编码信息，该编码信息此后称为类标记，所述类标记表明移动站(MS/UE)就所采用的技术而言所具有的操作容量；
用于在所存储的类标记和所选择列表的小区的技术固有的类标记之间进行比较的装置(TDPC)；
用于编辑将被传送到电路交换机(MSC)的消息的装置(TDPC)，这些消息分别包含用于覆盖先前类标记的更新类标记(CLASSMARKUPDATE)，以及具有选择列表的越区切换请求(HANDOVERREQUIRED)。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述用于选择同类列表的装置(TDPC)选择包含所述第二无线电接入技术(TD-SCDMA)小区的列表。
3.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述用于选择同类列表的装置(TDPC)选择包含所述混合列表中具有最高优先级的小区的列表。
4.一种在由采用不同无线电接入技术(GSM，TD-SCDMA)的收发基站(BTS，BTSC)服务的小区之间进行越区切换的方法，其中，通过只知道第一无线电接入技术(GSM)的电路交换机(MSC)与请求该越区切换的移动站(MS/UE)通信，所述移动站(MS/UE)通过第二不同的无线电接入技术(TD-SCDMA)接入该电路交换机并发送编码信息，此后将该编码信息称为类标记，所述类标记表明移动站(MS/UE)就所采用的技术而言所具有的操作容量；
其特征在于，所述越区切换方法包括由连接该电路交换机(MSC)的收发基站的控制器(M-BSC)执行的以下步骤：
a)从服务站(BTSC)接收越区切换候选小区的混合列表，该混合列表包含至少两种无线电接入技术(GSM，TD-SCDMA)的小区，该无线电接入技术包括所述第一无线电接入技术(GSM)；
b)编辑与混合列表中小区的接入技术数量相同的越区切换候选小区同类列表，每个同类列表只包括一种无线电接入技术的小区；
c)基于针对移动站所请求的服务的预定义质量准则来选择所述同类列表中的一个；
d)将对应于所选择列表的小区的无线电接入技术的类标记与所述电路交换机(MSC)保持的类标记进行比较，并且当发生冲突时，向该电路交换机发送与所选择列表关联的类标记，以代替先前的类标记；
e)向所述电路交换机(MSC)发送越区切换请求的消息，该消息包含针对最后选择的目标小区的选择列表。
5.根据权利要求4所述的越区切换方法，其特征在于，在步骤c)中选择的是包含所述第二无线电接入技术(TD-SCDMA)的小区的同类列表。
6.根据权利要求4所述的越区切换方法，其特征在于，在步骤c)中选择的是包含在所述混合列表中具有最高优先级的小区的同类列表。
7.根据权利要求4所述的越区切换方法，其特征在于，由所述电路交换机(MSC)保持的类标记被本地地映射在所述收发基站的控制器(M-BSC)中。
8.根据权利要求4所述的越区切换方法，其特征在于，所述方法包括在呼叫初始化阶段执行的以下步骤：
分析由所述移动站发送的类标记并确定该移动站的容量，以支持其它无线电接入技术；
请求该移动站发送涉及该其它无线电接入技术的类标记，并本地存储在所述收发基站的控制器(M-BSC)中，以便在需要时用于加速外部越区切换。
9.根据权利要求4所述的越区切换方法，其特征在于，在越区切换失败的情况下，所述方法包括步骤：将所述电路交换机(MSC)存储的类标记替换成那些直接位于该存储的类标记之前的类标记，以使得由该电路交换机保持的信息与本地存储在所述收发基站的控制器(M-BSC)上的信息一致。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的越区切换方法，其特征在于，所述第一无线电接入技术对应于GSM或DCS标准，而所述第二无线电接入技术对应于TD-SCDMA标准。
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