CN101300865B - 在移动网络中切换移动设备的方法及系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种在移动网络(100)中将移动设备(102)从源基站收发台(BTS)切换到目标BTS的方法和系统。该方法包括检测移动设备所发送的切换小区意向。然后基站控制器(BSC)(112)从源BTS和/或目标BTS接收切换检测时间。该切换检测时间由BSC进行处理，以确定移动设备的切换时间。然后移动设备基于该切换时间，从与源BTS通信切换到与目标BTS通信。

Description

在移动网络中切换移动设备的方法及系统

发明领域

本发明通常涉及移动通信领域。更具体地，本发明涉及在移动网络中将移动设备从一个小区切换到另一个小区。

发明背景

为了实现移动设备在移动网络中的连续连通性，已经开发了多种方法。其中一种方法是码分多址2000(CDMA2000)。基于这种技术操作的移动设备使用扩频技术发送和接收数据，通过使用不同的码来消除干扰。

该领域现状包括第三代合作伙伴计划2(3GPP2)实施的技术。其合并了语音和数据传输，使用1x Evolution-Data Optimized(1xEV-DO)和1xEvolution-Data and Voice(1xEV-DV)规范，使得在小区中的移动设备和基站收发台(BTS)之间能够进行高速数据传输。

然而，上面提到的一个或多个技术限制了它们基于源BTS或目标BTS提供的walsh cover和定时信息，将移动设备从源BTS切换到目标BTS。这在信息丢失或恶化的情况下是不合要求的，例如，在快衰落的情况下。快衰落发生在移动设备快速移出源BTS的范围时。这导致源BTS或目标BTS检测出错。此外，没有提供两个BTS所需要的切换时间的同步，这导致切换期间一些传输数据的丢失。

附图说明

本发明通过举例来说明，不局限于所附附图，附图中相同的标记表示类似的元件，其中：

图1描述了本发明的各种实施例实现的环境。

图2是描述根据本发明的一个实施例的基站收发台(BTS)的部件框图。

图3是描述根据本发明的一个实施例的基站控制器(BSC)的部件框图。

图4是示意根据本发明的一个实施例，在移动网络中将移动设备从源BTS切换到目标BTS的方法的流程图。

图5和6示意了根据本发明的另一个实施例，在移动网络中将移动设备从源BTS切换到目标BTS的详细方法。

优选实施例详细说明

在详细描述根据本发明在移动网络中切换移动设备的具体方法和系统之前，应当看出本发明首先在于，为在移动网络中切换移动设备与该方法和系统有关的方法步骤及装置部件的组合。相应的，装置部件和方法步骤在附图中适合的地方用惯用符号表示。这些仅显示了与理解本发明相关的特定细节，以免使得具有本领域普通技术的人员所显而易见的细节和此处说明的优点的公开内容不明显。

在该文本中，术语“包含”，或该术语的任何其他变化意在覆盖非排他的包含，因此包括一列元素的过程、方法、物品或装置不仅包含这些元素，也可包含其他没有明确列出的，或这些过程、方法、物品或装置所固有的元素。一个元素之前加有“包含......一个”没有更多约束，不排除包含该元素的过程、方法、物品或装置中的另外的相同元素。

这里使用的术语“另一个”定义为至少一个第二元素或更多。这里使用的术语“包括”和/或“具有”定义为“包含”。

本发明提供了一种将移动设备从移动网络中的第一小区切换到第二小区的方法。源基站收发台(BTS)向第一小区中的移动设备发送数据。数据以有效负载数据单元(PDU)的形式发送。源BTS通过通信信道发送PDU到移动设备。当该通信信道的导频信号强度降到比多个目标BTS的导频信号强度中的至少一个低于预定阈值时，移动设备发送切换小区意向。导频信号强度是源BTS与移动设备通信所使用的通信信道的信号能量和干扰的比值。源BTS和至少一个目标BTS检测到该切换小区意向。该目标BTS是小区切换后可以向移动设备发送数据的BTS。当接收到切换小区意向时，源BTS和目标BTS中的至少一个确定并发送切换检测时间。切换检测时间是基于移动网络的协调世界时(UTC)确定的。切换时间是基于切换检测时间确定的。小区切换被安排在切换时间之后发生。切换之后，源BTS停止发送PDU，目标BTS开始发送PDU。移动设备开始使用第二通信信道与目标BTS通信。

本发明描述了可以在移动网络中将移动设备从源BTS切换到目标BTS的系统。移动网络包括多个移动设备。该系统包括多个BTS和至少一个基站控制器(BSC)。该BSC被配置为接收切换检测时间并对其进行处理，确定切换时间。

图1描述了本发明的各种实施例实现的环境。该环境描述了移动网络100。移动网络100包括移动设备102、BTS 104、BTS 106、BTS108、BTS 110和BSC 112。可以理解的是，根据本发明的不同实施例，移动网络100中可以有多个移动设备和多个BTS。移动网络100允许移动设备102和BTS 104、106、108和110之间使用多个通信信道进行通信。在本发明的一个实施例中，通信信道使用前向分组数据信道(F-PDCH)从源BTS，如BTS 104，发送数据到移动设备102，并且使用反向信道质量指示信道(R-CQICH)从移动设备102发送数据到源BTS，如BTS 104。第三代合作伙伴计划2(3GPP2)的1x Evolution-Dataand Voice(1x演进数据和语音)(1xEV-DV)规范支持F-PDCH和R-CQICH信道。BTS使用的通信信道通过walsh cover来识别。Walshcover包括与发送数据到移动设备102的BTS 104及其扇区相关的信息。

在另一个实施例中，F-PDCH和R-CQICH信道在3GPP2标准的1xEvolution-Data Optimized(1x演进数据优化)(1xEV-DO)规范中表现为前向业务信道，数据源控制信道和数据速率控制信道(DRC)。在这个实施例中，BTS使用的通信信道可以通过数据源信道(DSC)来识别。DSC包括与BTS 104相关的信息，DRC指示发送数据到移动设备102的BTS 104的扇区。

BSC 112控制BTS 104和移动设备102之间的通信。BSC 112发送指向移动设备102的PDU。PDU的实例可以包括实时PDU和非实时PDU。

图2是描述根据本发明的一个实施例的基站收发台(BTS)104的部件的框图。BTS 104可以与移动网络100中的移动设备102和BSC112进行通信。BTS 104从移动设备102接收切换小区意向。当BTS 104的通信信道的导频信号强度降到比至少一个目标BTS的导频信号强度低预定阈值时，移动设备102发送切换小区意向。切换检测模块202检测移动设备102的切换小区意向。源BTS和目标BTS接收到切换小区意向。例如，移动设备102将要从对应于BTS 104的第一小区切换到对应于BTS 106的第二小区。BTS 104在以下也被称为源BTS 104，BTS 106在以下也被称为目标BTS 106。源BTS 104接收到的切换小区意向包括编码BTS标识符，该标识符包含R-CQICH的walsh cover或目标BTS 106的DSC中的码字，用于指示从源BTS 104切换到目标BTS 106的意向。在这个时间之前，源BTS 104接收源BTS 104的编码BTS标识符。同样地，目标BTS 106接收到的切换小区意向包括编码BTS标识符，该标识符包含R-CQICH的walsh cover或目标BTS 106的DSC中的码字。在这个时间之前，目标BTS 106接收源BTS 104的编码BTS标识符。切换意向由从源编码BTS标识符到目标编码BTS标识符的变化来指示。

在本发明的一个实施例中，对移动设备102来说可以有多个目标BTS。这发生在移动设备102具有多个可以切换的小区的情况下。

BTS 104中的编码BTS标识符检测模块204检测由切换检测模块202接收到的意向中的编码BTS标识符。编码BTS标识符可以是walshcover或者是DSC小区覆盖中的码字等等。编码BTS标识符检测模块204为BTS 104记录通信信道的编码BTS标识符。在本发明的一个实施例中，编码BTS标识符检测模块204将接收到的切换小区意向中的编码BTS标识符发送到BSC 112。源BTS 104发送目标BTS 106的编码BTS标识符到BSC 112；同样地，目标BTS 106发送源BTS 104的编码BTS标识符到BSC 112。切换检测模块202检测从源编码BTS标识符到目标编码BTS标识符的变化，并发送这个指示到编码BTS标识符检测模块204。

BTS 104中的切换检测时间模块206为移动设备102确定切换检测时间。切换检测时间的确定是基于包含在切换小区意向中的UTC戳。该切换检测时间指示源BTS 104开始执行移动设备102切换的时间。切换检测时间取决于源BTS 104和移动设备102之间的通信信道的质量。切换检测时间由发射机模块208发送到BSC 112。发射机模块208也可以以PDU的形式从源BTS 104发送数据。发射机模块208还可以从源BTS 104发送与至少一个未发送PDU有关的信息。根据本发明的一个实施例，BTS 104中的PDU调度器模块210提供这个信息，并调度实时PDU和非实时PDU从源BTS 104的发送。

图3是描述根据本发明的一个实施例的BSC 112的部件的框图。BSC 112能够和移动网络100中的多个BTS进行通信。BSC 112包括用于接收从移动网络100中的多个BTS发送的数据的基站接收机模块302。切换时间模块304能够处理分别从源BTS 104和至少一个目标BTS接收到的源切换检测时间和目标切换检测时间。切换时间模块304为移动设备102确定切换时间，其指明了将移动设备102从源BTS 104切换到目标BTS 106所需要的时间。切换是基于切换时间的值的确定，所述值适于协调源BTS 104和目标BTS 106之间的小区切换。

基站编码BTS标识符检测模块306可以检测分别从目标BTS 106和源BTS 104接收到的源编码BTS标识符和目标编码BTS标识符。在本发明的一个实施例中，编码BTS标识符验证模块308验证源编码BTS标识符和目标编码BTS标识符来实现小区选择检测的完整性。这包含在源walsh cover和目标编码BTS标识符的传输过程中消除误差。因此，小区选择检测的完整性保证了从源BTS到目标BTS的切换是无错的。

在确定切换时间和检测源编码BTS标识符之后，确认模块310向源BTS 104和目标BTS 106发送切换传输消息。该切换传输消息包含切换时间。确认模块310在从多个BTS接收了切换检测时间之后进一步发送确认消息。在本发明的一个实施例中，由基站发射机模块312发送确认消息，其还向多个BTS发送PDU。

图4是根据本发明的一个实施例，显示在移动网络100中将移动设备102从源BTS 104切换到目标BTS 106的方法的流程图。在步骤402，源BTS 104和至少一个目标BTS，如BTS 106，检测到移动设备102切换小区的意向。切换小区意向是一个由移动设备102发送的消息，其指示了从源BTS 104切换到目标BTS 106的意向。当源BTS 104的通信信道的导频信号强度降到比至少一个目标BTS的导频信号强度低预定阈值时，发送切换小区意向。在步骤404，从源BTS 104和/或至少一个目标BTS，如BTS 106，接收切换检测时间。在步骤406，为移动设备102确定切换时间。切换时间是由BSC 112基于切换检测时间而确定的。BSC 112向源BTS 104和至少一个目标BTS发送该切换时间，来协调小区切换。在步骤408，移动设备102从源BTS 104切换到目标BTS 106。这包括停止从源BTS 104发送PDU，并开始从目标BTS106发送PDU。

图5和6示意了根据本发明的另一个实施例，在移动网络100中移动设备102从源BTS 104切换到目标BTS 106的详细方法。在步骤502，移动设备102确定源BTS 104使用的通信信道的导频信号强度。在步骤503，移动设备102确定多个目标BTS的导频信号强度。在步骤504，该导频信号强度和多个目标BTS的导频信号强度进行比较。如果源导频信号强度大于或等于所有的多个目标BTS的导频信号强度，则在步骤506的延迟之后再次执行步骤502。因此，移动设备102周期性的检查通信信道的导频信号强度。

然而，如果源BTS的导频信号强度比该多个BTS的导频信号强度中的至少一个低预定阈值(例如但不局限于，信号强度量等等)，则执行步骤508。在步骤508，从多个BTS中识别出至少一个目标BTS。这个识别是在可以和移动设备102进行通信的BTS的活动集中执行的。在步骤510，移动设备102发送切换小区意向。这被发送到源BTS 104和至少一个目标BTS。在本发明的一个实施例中，移动设备102通过将通信信道的编码BTS标识符改变为至少一个目标BTS，如BTS 106的目标编码BTS标识符来发送切换小区意向。在步骤512检测到切换小区意向后，源BTS 104和目标BTS 106使用接收到的切换小区意向各自确定他们的切换检测时间。这包括处理切换小区意向的UTC戳。当确定了切换检测时间后，在步骤514源BTS 104和目标BTS 106向BSC 112发送小区选择通知消息。该小区选择通知消息包括切换检测时间。源BTS 104发送的小区选择通知消息包括目标BTS 106的目标编码BTS标识符和源切换检测时间。同样地，目标BTS 106发送的小区选择通知消息包括源BTS 104的源编码BTS标识符和目标切换检测时间。

在步骤516，BSC 112检查是否接收到源切换检测时间。在步骤518，如果没有接收到源切换检测时间，则向源BTS 104发送修正的确认消息。修正的确认消息包括缓冲区状态所需比特，其包含了对至少一个未发送PDU的相关信息的请求。然后由源BTS 104发送该信息。在步骤520，BSC 112从源BTS 104接收该信息。

然而，如果BSC 112接收到了源切换检测时间，则执行步骤522。在步骤522，BSC 112向源BTS 104和目标BTS 106发送确认消息。在任一情况下，在步骤520或步骤522之后，执行步骤524。在步骤524，确定移动设备102的切换时间。在步骤526，BSC 112发送切换传输消息，该切换传输消息包含移动设备102的切换时间。

当在步骤528源BTS 104和目标BTS 106接收到该切换传输消息时，各自向BSC 112发送对该切换传输消息的确认。进一步，在步骤530，源BTS 104停止向移动设备102发送PDU。基于切换时间执行小区的切换。这包括在步骤532开始从目标BTS 106向移动设备102发送PDU。然后，该详细方法再次执行步骤502。这使得该详细方法具有周期性。

在本发明的另一个实施例中，在切换小区时，源BTS 104停止向移动设备102发送非实时PDU但继续发送实时PDU。在切换时间的末尾，目标BTS 106开始PDU的发送并发送至少一个未发送PDU。至少一个未发送PDU是非实时PDU。

在本发明的另一个实施例中，切换移动设备的方法可以在1xEvolution-Data Optimized(1xEV-DO)系统中使用。这涉及通过改变数据速率控制(DRC)信道并改变DSC信道上的小区覆盖来指示切换小区的意向。

本发明的各种实施例具有以下优点。首先，通过接收源编码BTS标识符和目标编码BTS标识符，该方法实现了小区选择检测的完整性。这使得如果发生了由于快衰落而引起的误差情况，能够进行恢复。第二，系统从源BTS和目标BTS接收切换检测时间，使得能够协调切换时间并保证数据和语音传输的连续性。这减少了传输过程中音频洞(audio holes)的发生。第三，本发明在3GPP2标准下实施的1xEV-DV和1xEV-DO的小区切换时提供了完整性。

该公开内容意在解释根据本发明怎样形成和使用不同的实施例，而不是限制其真实的、意欲的、合理的范围和精神。前面的说明不是要穷举或将本发明限制在公开的具体形式。可以在上面的教导下作出修改或变化。实施例的选择和描述是为了提供对本发明原理的最好示意以及它的实际应用，以使本领域普通技术人员能够以多个实施例及多种修改来使用本发明，从而适合于预期的具体应用。所有这些修改和变化是在由所附权利要求所确定的本发明的范围之内，该权利要求在本专利申请未决的过程中可以修改，并且本发明的范围也由权利要求的所有等价物确定，当依照其被合理，合法，公正授权的宽度来对其进行解释时。

在前述的说明书中，结合具体实施例描述了本发明及它的益处和优点。然而，本领域普通技术人员可以理解，可以作出多种修改和变化，而不背离下面的权利要求书中阐述的本发明的范围。相应地，说明书及附图被认为是示意性的而不是限制性的意义，所有这样的改变将被包含在本发明的范围内。益处、优点、问题的解决方案，以及任何可以产生益处、优点、问题的解决方案或使其变得更显著的元素并不被解释为任何或所有权利要求的关键的、需要的或本质的特征或元素。本发明仅由所附的权利要求所限定，包括在本申请未决过程中作出的任何修改以及权利要求的所有等同物。

Claims (10)

1.一种在移动网络中将移动设备从源基站收发台(BTS)切换到目标BTS的方法，该移动网络实现多个移动设备之间的通信，该方法包括：

检测从移动设备接收到的小区切换意向，其中该小区切换意向由源BTS和至少一个目标BTS来检测；

接收切换检测时间，该切换检测时间来自下述各项中的每个：源BTS、和至少一个目标BTS；

从至少一个目标BTS接收至少一个源编码BTS标识符，从源BTS接收至少一个目标编码BTS标识符；

基于该切换检测时间，确定移动设备的切换时间；和

基于该切换时间，将移动设备从源BTS切换到目标BTS。

2.根据权利要求1的方法，其中检测小区切换意向包括周期性地比较平均信道功率和多个目标BTS中的一个或多个的平均信道功率。

3.根据权利要求1的方法，进一步包括：从源BTS和至少一个目标BTS接收到切换检测时间时，向源BTS和至少一个目标BTS发送确认消息。

4.根据权利要求1的方法，进一步包括：当没有从下述各项中的一个接收到切换检测时间时发送修正的确认消息：源BTS和至少一个目标BTS。

5.根据权利要求1的方法，进一步包括：从源BTS接收与至少一个未发送的有效负载数据单元(PDU)有关的信息。

6.根据权利要求5的方法，其中未发送PDU是在将要使用该移动网络中的前向分组数据信道来发送的队列中的PDU。 

7.根据权利要求1的方法，进一步包括：向源BTS和目标BTS发送切换传输消息，该切换传输消息包括所述切换时间。

8.根据权利要求1的方法，其中切换移动设备包括：

停止自源BTS的PDU传输；和

开始自目标BTS的PDU传输。

9.根据权利要求8的方法，其中开始自目标BTS的PDU传输包括：从目标BTS发送第一非调度PDU。

10.根据权利要求8的方法，其中切换移动设备包括：源BTS在切换时间期间连续发送实时PDU。 

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