CN101449604B - 蜂窝电话系统中用于获取和保持对来自无线电基站的通信量的控制的方法和设备 - Google Patents

蜂窝电话系统中用于获取和保持对来自无线电基站的通信量的控制的方法和设备 Download PDF

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Abstract

一种令临时无线电基站(RBS，140)获取和保持对系统(100)中目标RBS(120)的通信量的控制的方法，其中RBS发射身份信号和由用户终端在切换RBS时使用的候选频率列表。该临时RBS(140)被布置在目标RBS(120)的小区中或附近，并且在目标RBS(120)的候选列表中的频率上发射。该发射是在这样的功率电平上使得目标RBS(120)的通信量被转移到该临时RBS(140)。临时RBS发射该临时RBS在其频率上发射的RBS的身份信号，并且发射候选频率列表使得其通信量已经被转移到临时RBS的用户终端不能找到任何所述候选频率上的具有足够强度的信号。

Description

蜂窝电话系统中用于获取和保持对来自无线电基站的通信量的控制的方法和设备
技术领域
本发明涉及在无线蜂窝电信系统中用于令临时无线电基站获取和保持来自和去往目标无线电基站的通信量的控制的方法和设备。在所讨论的系统中，存在多个无线电基站，其用于控制和路由该系统中来自和去往用户终端的通信量，并且每个无线电基站路由和控制来自和去往该系统中某个小区的通信量。
背景技术
可以预想到诸如执法机构的政府实体想在某些地理区域中阻止蜂窝电话的使用的许多情况。例如，在诸如暴乱的民间大骚乱的形势下，警察或类似的政府实体可能想阻止城市某个地区中蜂窝电话的功能。
其它还可能想要阻止蜂窝网络在限定的地理区域中的功能的例子可以是例如，在某建筑物中进行警方搜索之前。可以由蜂窝电话的区域选择性阻止解决的问题区域的另一个例子是已经被偷运到监狱中的蜂窝电话，这开始成为大范围的问题。
传统上，区域内蜂窝电话的阻止以与传统的电子防火墙基本相同的方式进行。这意味着使用的传统解决方案主要目的是发送相关频率上的干扰信号(通常是噪音)，以便在噪音中“淹没”信息，从而创建阻止目标区域中的用户终端检测到“有效负载”信号的信噪比。
上述技术的问题，即所谓的“强力”干扰，在于这是消耗大量能量的方法，从而令设备沉重并且不易携带。另外，因为噪音信号以相当高的输出功率在公知的频率上发送，懂技术的用户很容易检测到系统被篡改。
文档FR2 858 742描述了解决了上述一些问题的用于篡改蜂窝通信的过程和设备。但是，该设备似乎需要很大的处理器功率，因为其依赖相当复杂的算法，并且在或多或少恒定的基础上试图识别某些信号。
发明内容
因而需要能够通过其获取对某些区域中的蜂窝通信量的控制而不会制造出对处理器能力和发射器功率的很大需要的方法和设备。另外，对通信量的控制必须不仅能获取，还要能保持。希望获取和保持对其的控制的通信量是在确定区域中的用户终端和无线电基站(RBS)或基站之间的通信量，由该无线电基站(RBS)或基站控制它们的通信量或经由该无线电基站(RBS)或基站路由它们的通信量。
本发明满足这个需要，因为它提供了令临时无线电基站获取和保持对无线蜂窝电信系统中来自和去往目标无线电基站的通信量的控制的方法，其中该系统包括用于路由该系统中来自和去往用户终端的通信量的多个无线电基站。
这样的系统中的每个无线电基站控制来自和去往该系统中的确定小区的通信量，并且该系统中的至少数个无线电基站都发送身份信号和由用户终端在切换到另一个无线电基站的时候使用的候选频率列表。
术语“切换到另一个无线电基站”指的是蜂窝系统中的用户终端将令它们的通信量由满足其中信号强度的某个标准的无线电基站控制和经由该无线电基站路由。当来自当前无线电基站的信号强度落到某个预定的水平之下达某个预定的时间量，则将该通信量转移到另一个无线电基站，该用户终端从该另一个无线电基站接收到更清晰的信号。
依照本发明，通过在所述目标无线电基站的小区内或附近布置临时无线电基站，并且对该临时无线电基站编程以便在该目标无线电基站所广播的候选列表中的频率之一上发射，来获取对来自和去往该目标无线电基站的通信量的控制。
合适的但不是必须的，临时RBS被编程以在其上发射的频率是由非紧邻于目标RBS的小区的RBS所使用的频率。
因而，使临时无线电基站在由所述关注区域内的用户终端监视的频率上发射，并且以保证该用户终端从目标无线电终端转移到该临时无线电基站的功率电平发射。另外，使所述临时无线电基站发射身份信号，该身份信号与该临时无线电基站在其频率上发射的无线电基站的身份信号相同。从而，该临时无线电基站将获取对所述目标无线电基站的通信量的控制。
为了令临时无线电基站不只获取还保持对目标无线电基站的通信量的控制，将临时无线电基站编程以发射候选频率列表，但是这个列表使得用户终端在该接管区域的附近不能找到任何所述候选频率上的具有足够强度的信号。因此，也将由它保持已经转移到该临时无线电基站的通信量的控制。
在本发明的优选实施例中，使得所述候选频率列表为空，这将意味着已经获取其控制的无线电基站不能找到候选频率，因为该用户终端实际上将不寻找候选频率。
本发明的方法能够应用到多种蜂窝电话系统中，其中可以提到TDMA系统(诸如GSM系统)，或应用到CDMA系统。
如果本发明应用到GSM系统，所述将使用的身份信号是所谓的CGI信号或BSIC信号(BSIC：基站身份码)，并且候选频率列表将是所谓的BA列表。(BA：BCCH分配，其中BCCH代表广播控制信道)。
同样，与现有技术不同，为了实现本发明的目的，不需要高级的算法或很大量的处理器功率。另外，本发明的临时无线电基站能够以能量有效得多的方式实现所需目的，这使得可能设计比以前更小并且更紧凑的设备，能够设想该设备以电池供电。另外，与使用“强力”方法的传统干扰机不同，本发明的设备不会在系统中引入同样多的干扰噪音。
附图说明
下面将参照附图，更详细描述本发明，其中：
图1示出了其中可以应用本发明的蜂窝系统的一部分，和
图2示出了描绘了依照本发明的方法的一些主要步骤的流程图，和
图3和图4示出了图2的流程图的替代步骤，和
图5示出了其中应用本发明的系统。
具体实施方式
在下文中将更详细地描述本发明，并且将使用蜂窝系统的一些例子来说明本发明的概念。所述例子主要示出了应用到通用GSM系统的本发明，换句话说，是基于TDMA(时分多址)原则的系统。但是，应该指出，并且本领域技术人员将认识到本发明同样能够应用到基于其它原则的蜂窝系统，诸如，CDMA(码分多址)。
在描述本发明的概念之前，需要对蜂窝电话系统中的一些功能进行简要说明：
图1示出了无线蜂窝系统100的一般布局，或这样的系统的至少一部分。如图1所示，所述系统包括多个独立并且相邻的地理区域，称为“小区”，以标记为110的小区为例。在每个小区内，通常存在一个无线电基站(“RBS”)120，该无线电基站控制来自和去往该小区中的用户终端130的所有通信量，并且通过该无线电基站路由来自和去往该小区120中的用户终端130的所有通信量。该系统中的用户终端持续地监视从路由和控制它们的通信量的RBS接收的信号的质量，以便代替地确定它们的通信量何时应该由另一个RBS控制并且经由该另一个RBS路由，换句话说是否应该执行所谓的到另一个RBS的“切换”。
当确定是否应该进行切换的时候，使用所述信号质量和某些其它预定的参数。能够由用户终端130或者由系统级上的所谓的基站控制器(BSC)做出进行切换的决定。通常，如果用户终端没有参加活动会话，即该终端在所谓的“空闲模式”中，则由该用户终端中的控制功能模块或控制装置进行决定，并且如果用户终端在所谓的“活动模式”，即有语音或数据会话在进行，则由所述BSC进行决定。在后者的情况下，即在活动模式期间，用户终端将相关数据报告给BSC，BSC随后将决定是否和何时应进行切换。
系统100中的每个小区具有该系统内的全球唯一身份，在一些系统中诸如GSM中称为CGI，小区全球身份，其通常包括15到18个字节。因为CGI包括这样较多的比特，所述小区中的无线电基站通常使用较短的身份，该较短的身份称为BSIC，基站身份码。
所述小区110中的无线电基站120在频繁的时间间隔广播所述BSIC或CGI，使得该小区和它的无线电基站可以由所述用户终端130识别。该BSIC和CGI由所述无线电基站在特殊信道上广播，通常是特殊的逻辑信道。在这个广播中还包括所谓的BA列表，其是由该广播无线电基站的邻居中的无线电基站所使用的频率的列表。
因而，参考图1和小区110，小区110中的用户终端130使用所述BA列表，以便知道哪些其它频率应该为了信号质量被监视和可能在切换中被使用。
在“被动模式”的情况下，切换大致上如下发生：所述小区110中的用户终端130将监听来自该小区110中的无线电基站的广播消息，并且将监视所述BA列表中的频率以查看它们是否提供了比小区110中的无线电基站更好的信号质量。如果答案是肯定的，并且满足某个其它标准，例如所述信号质量的持续时间，则用户终端130将其通信量切换到具有该更好质量的无线电基站，并且随后开始监视该无线电基站的BA列表。
将参考图1并且还参考图2的流程图，示出依照本发明的方法的实例。设想希望在其中不能够发生蜂窝电话的区域，例如警察已经决定搜捕的罪犯的已知隐匿地。如果在搜捕之前以及在搜捕期间，不能够进行来自或去往该建筑物附近的电话呼叫，则对警察很有价值。对所述关注区域中的所有蜂窝电话的控制由所述系统中的普通RBS执行，随后将该RBS作为目标用于接管其通信量。
简言之，下文将详尽说明，依照本发明的方法使用特别的RBS(自此称为临时RBS)来获取对所述目标RBS的通信量的控制。
为了最优地利用本发明，必需确定所述目标无线电基站的候选列表(即GSM系统中的BA列表)中有哪些频率。这个信息可以以多种方式获得，例如从其中想要获取和保持对通信量的控制的区域中的蜂窝系统的运营商获得，或者从该区域中进行的测量获得。
为此，必需获得所述临时无线电基站将在其频率上发射的基站的身份码。这个信息也可以由在该区域中的测量获得，或者从该系统的运营商获得。
找出用于所述关注区域中的所述用户终端的信号电平是合适的，因为所述临时RBS希望以使得所述区域中的用户终端想要将它们的通信量切换到该临时RBS的输出功率电平来发射，但是作为替代方案，也可以简单地以先验已知所述目标RBS不能匹配的输出电平来发射。
当已经获得上述信息时，在临时RBS中以如下方式使用它：
·将所述临时RBS放置在所述目标RBS的小区中，或者临近该小区，参考图2的框210。
·使临时RBS在所述目标RBS的候选列表中的频率之一上发射，所述频率由不是紧邻该目标RBS的小区的合适RBS使用，参考图2的框220。
·所述控制频率上的发射以这样的输出功率电平进行，使得某个区域内的用户终端将来自临时RBS的信号感知为比目标RBS具有更好的质量信号并且因而想将它们的通信量切换到该临时RBS，参见图2的框230。
·临时RBS在其控制信道上发射身份，该身份与控制频率被使用的RBS的身份相同，参见图2的框240。
因而，通过上述的步骤，某个区域中的用户终端将感知比目标RBS的信号强的信号，并且因为接收的信号是该目标RBS的候选列表上的信号之一，它们将会将其感知为一般的“竞争”信号，并且将它们的通信量切换到该临时RBS。当和如果BSC被通知了由用户终端测量的信号强度，将命令它们为了相同原因将它们的通信量切换到该临时RBS，即将把该临时RBS感知为用于“切换”的一般候选者。
这些步骤可以应用到GSM系统即TDMA系统，也可以应用到CDMA系统。作为例子，如果应用到GSM系统，则所述发射的身份信号可以是所谓的CGI(小区全球身份)或BSIC信号。这在图3中描绘。
因而，依赖于所述临时RBS的发射使用的输出功率，已经获得对目标RBS的一些或所有通信量的控制。下一个问题是保证还由该临时RBS保持该控制，这可以以如下方式进行：其通信量已经转移到临时RBS的用户终端如前所述监听它们当前的RBS(即在这种情况下是所述临时RBS)的候选列表中包括的频率。
为了保持对这些用户终端的控制，依照本发明将所述临时RBS编程发射候选频率列表，并且该列表使得其通信量已经转移到该临时RBS的用户终端在所述目标RBS的小区的附近不能发现任何候选频率上的信号，至少是不能发现具有将表现为用于切换的“有吸引力的”候选者的信号强度的信号。因而，将没有要监听或至少转换到的“竞争”频率。
实现这样的候选列表的一种方式是使候选列表为空，或者作为替代方案，该候选列表包括RBS的频率，RBS的频率已知很遥远从而不能与所述临时RBS竞争。图4示出了这两种替代方案。
本发明的这个步骤还可以同样应用到TDMA系统或CDMA系统。如果应用到GSM系统，所述候选列表通常是所谓的BA列表。
因而，通过本发明，临时RBS已经获取对来自和去往目标RBS的通信量的控制并且临时RBS将保持该控制，这正是本发明的目的。
现在转回到所述临时RBS的布置和关于频率(在该频率上它将发射以获取对来自目标RBS的业务量的控制)的其编程，以及其候选列表，参照图5描述。
在图5中，再次示出了图1的无线蜂窝电信系统，目标RBS标记为120，其控制的小区标记为110。本发明的所述临时RBS的参考标号为140。
如前所述，从所述目标RBS120的候选列表选择所述临时RBS140在其上发射的频率。但是，该频率不应该从相邻小区或基站(例如图5中标记为157-159的小区的基站)所使用的那些频率之一中选择，因为那些基站可能给目标RBS120的用户终端提供强信号。
相反，应该将所述临时RBS140编程，以在所述目标RBS120的候选列表中的频率上发射，但是该频率属于离该目标RBS120尽可能远的RBS但是仍然在目标RBS120的候选列表中。在这个语境中“遥远”可以理解为地理上遥远，或者作为来自小区110中的那个RBS的信号的强度的指示符。在图5中，这样的合适的无线电基站的一个例子是由151标记的一个基站。但是，如果例如频率规划和重用必须如此，临时基站可能不得不从相邻的RBS157-159“借”频率和身份。
本发明不局限于附图中和上文描述的示范实施例，而是可以在随附权利要求的范围内随意变化。

Claims (17)

1.一种无线蜂窝电信系统(100)中令临时无线电基站(RBS，140)获取和保持对来自和去往目标无线电基站(120)的通信量的控制的方法，所述系统(100)包括用于路由该系统中来自和去往用户终端(130)的通信量的多个RBS，每个RBS(120)控制来自和去往该系统(100)中的确定小区(110)的通信量，其中该系统中的所述多个RBS中的至少数个都发射身份信号和由用户终端在切换RBS时使用的候选频率列表，该方法的特征在于其包括以下步骤：
-在所述目标RBS(120)的小区中或附近布置所述临时RBS(140)，
-对该临时RBS(140)编程，以在所述目标RBS(120)所广播的候选列表中的频率之一上发射，
-利用这样的功率电平进行该临时RBS(140)的发射使得来自和去往所述目标RBS(120)的小区中的用户终端的通信量将被转移到该临时RBS(140)，
-对该临时RBS(140)编程以发射身份信号，该身份信号与该临时RBS在其频率上发射的RBS(151)的身份信号相同，
-对所述临时RBS(140)编程以发射候选频率列表，该列表使得其通信量已经转移到该临时RBS(140)的用户终端(130)在所述目标RBS(120)的小区附近不能找到在所述任何候选频率上的具有足够强度的信号。
2.权利要求1所述的方法，其中，所述临时RBS(140)被编程以在其上发射的频率是由非紧邻于目标RBS(120)的小区的RBS(151)所使用的频率。
3.权利要求1或2所述的方法，其中，所述候选频率列表为空，由此不能找到候选频率。
4.权利要求1或2所述的方法，该方法应用到TDMA系统。
5.权利要求1或2所述的方法，该方法应用到CDMA系统。
6.权利要求4所述的方法，该方法应用到GSM系统。
7.权利要求6所述的方法，其中，所述身份信号是CGI。
8.权利要求6所述的方法，其中，所述身份信号是BSIC。
9.权利要求6-8中任何一个所述的方法，其中，所述候选频率列表是BA列表。
10.一种无线蜂窝电信系统(100)中能够获取和保持对来自和去往目标无线电基站(120)的通信量的控制的临时无线电基站RBS(140)，所述系统包括用于路由该系统中来自和去往用户终端(130)的通信量的多个RBS，每个RBS控制来自和去往该系统(100)中的确定小区(110)的通信量，其中该系统中的所述多个RBS中的至少数个都发射身份信号和由用户终端在切换RBS时使用的候选频率列表，该临时RBS(140)的特征在于它包括：
-用于在所述目标RBS(120)所广播的候选列表中的频率之一上发射的部件，
-用于利用这样的功率电平发射使得来自和去往所述目标RBS(120)的小区中的用户终端的通信量将被转移到该临时RBS(140)的部件，
-用于发射身份信号的部件，该身份信号与该临时RBS(140)在其频率上发射的RBS(151)的身份信号相同，
-用于发射候选频率列表的部件，该列表使得其通信量已经转移到该临时RBS(140)的用户终端(130)在所述目标RBS(120)的小区附近不能找到在所述任何候选频率上的具有足够强度的信号。
11.权利要求10所述的临时RBS(140)，其中能够使得所述候选频率列表为空，由此不能找到候选频率。
12.权利要求10或11所述的临时RBS(140)，该临时RBS是TDMA系统中使用的RBS。
13.权利要求10或11所述的临时RBS(140)，该临时RBS是CDMA系统中使用的RBS。
14.权利要求12所述的临时RBS(140)，该临时RBS是GSM系统中使用的RBS。
15.权利要求14所述的临时RBS(140)，其中，所述身份信号是CGI。
16.权利要求14所述的临时RBS(140)，其中，所述身份信号是BSIC。
17.权利要求14-16中任何一个所述的临时RBS(140)，其中，所述候选频率列表是BA列表。
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