CN101662795B - 在pbcch小区中以专用gsm模式进行3g测量 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了在PBCCH小区中以专用GSM模式进行3G测量的装置。本发明的GPRS、GSM/UMTS的移动台包括：射频接收机，用于与无线网进行通信；以及控制器，响应从无线网接收的信息，以便在通过具有分组广播控制信道PBCCH的小区在GSM专用模式下工作时，报告3G小区。在从测量信息消息中收到3G相邻小区列表前，使该控制器报告3G小区。该信息包括通过PBCCH在分组系统信息类型3quater消息中接收的3G相邻小区列表以及在分组系统信息类型3quater消息中接收的3G_BA_IND信息元素。利用反映收到的3G_BA_IND信息元素的值的测量报告消息，控制器报告3G小区。

Description

在PBCCH小区中以专用GSM模式进行3G测量
本案是基于在2003年3月27日提交的、申请号为03807787.6(国际申请号为PCT/IB2003/001129)、发明名称为“在PBCCH小区中以专用GSM模式进行3G测量”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明一般地涉及无线通信系统，更具体地说，本发明涉及一种蜂窝式通信，其中当在一种系统下工作时，从其它系统的小区进行测量时所需的双系统和双模移动台，例如全球移动通信系统(GSM)/通用移动通信系统(UMTS)兼容的移动台。
背景技术
在此定义下面的缩略语：
3G    第三代(蜂窝式系统)
3GPP  第三代合作项目
ARFCN  绝对无线电频率信道号
BCCH   广播控制信道
BSC    基站控制器
BTS    基站收发信机
CDMA   码分多址
DL     下行链路(到MS)
FDD    频分双工
GPRS   通用分组无线电业务
GSM    全球移动通信系统
HO     切换
MS     移动台
MSC        移动交换中心
Multi-RAT  多无线电接入技术
PBCCH      分组广播控制信道
PS         分组交换
SACCH      慢联合控制信道
SGSN       服务GPRS支持节点
TDD        时分双工
TS         技术规范
UL         上行链路(来自MS)
UMTS       通用移动通信系统
还可以参考3GPP TR2 1.905，V4.4.0(2001-10)，第三代合作项目、技术规范组业务以及系统方面、3 GPP规范的词汇(Release 4)。
Multi-RAT MS是既具有2G(GSM)功能，又具有3G(UMTS)功能的MS，即可以在2G或3G网中获得业务的2G-3G多模MS。
在GSM专用模式下，在电路交换(CS)连接期间，要求GSM/UMTS多模MS测量并报告围绕3G小区的质量。这样做，以使无线网命令MS在需要时切换到UMTS小区。要求MS监测并向无线网报告的3G小区的标识符发送到3G相邻小区列表中的MS。为了提高整个系统的性能并缩短切换到3G小区时的等待时间，重要的是，在进入GSM专用模式后，MS尽快开始测量并报告3G小区，即，MS优先立即访问3G相邻小区列表。
当在GSM专用模式下工作时，MS接收3G相邻小区列表，作为测量信息(MEASUREMENT INFORMATION)消息的一部分。因为测量信息消息携带的信息的数量重要，所以在几个较短的消息例子中发送消息内容。这样，要求MS在某个非无效时间接收测量信息消息中的3G相邻小区列表，从而访问3G相邻小区列表。为了克服该问题，即，为了使MS在进入GSM专用模式后立即开始测量并报告3G小区，还通过广播控制信道(BCCH)，利用系统信息Type 2quater(SI2quater)消息，发送用于在GSM专用模式下测量并报告3G小区的3G相邻小区列表。当在理想模式下工作时，这样可以使MS根据SI2quater消息建立3G相邻小区列表，并利用建立的列表，在进入GSM专用模式后，立即开始测量并报告3G小区。
尽管初看上去是为了解决快速访问3G相邻小区列表的问题，使用BCCH，但是实际上，在空闲模式下，不要求附加分组无线电业务(GPRS)的MS监测BCCH，只要MS工作的小区具有分组广播控制信道(PBCCH)即可。因此，与BCCH相反，监测PBCCH的具有GPRS功能的GSM/UMTS双模MS不能根据SI2quater消息的内容建立3G相邻小区列表。
应该注意，3G相邻小区列表还设置在具有分组系统信息(PACKET SYSTEM INFORMATION)类型3quater(PSI3quater)消息的PBCCH上。这样做是为了启动MS以测量并报告3G小区何时在GPRS分组空闲模式和分组传送模式下工作。然而，根据当前的3GPP技术规范，不允许MS使用根据用于测量并报告3G小区何时在GPRS分组空闲模式和分组传送模式下工作的PSI3quater消息建立的3 G相邻小区列表。相反，希望MS使用根据在BCCH建立的SI2quater消息建立的列表。实际上，根据PSI3quater消息的内容建立的3G相邻小区列表与用于在GSM专用模式下进行测量报告的MS消息不兼容。因此，当在具有PBCCH的小区内时，在从测量信息消息接收3G相邻小区列表前，在GSM专用模式下，附加GPRS的、GSM/UMTS双模MS不能开始测量并报告3G小区。
因此，可以清楚地看出，当在具有PBCCH的小区内以GSM专用模式工作时，在收到长测量信息消息之前，对于利用双模GSM/UTMS MS有效和及时地测量并报告3G小区，在当前状况下不是最佳，因为附加GPRS的GSM/UTMS双模MS不能够开始测量和报告3G小区。因此，对于要求在传送用户数据之前，需要传送到UMTS的呼叫的情况，延长了呼叫建立时间(例如，视频呼叫要求只有 UMTS提供的高位速率)。
发明内容
根据在此描述的当前优选实施例，解决了上述以及其它问题，而且实现了其它优点。
本发明提供了一种用于附加GPRS的、GSM/UMTS双模MS的机制和工作协议，以便通过以与使用从BCCH接收的3G相邻小区列表相同的方式，在3G专用模式下，使通过PBCCH接收的3G相邻小区列表还用作初始信息，在具有PBCCH的小区上，在进入GSM专用模式后，立即开始测量并报告3G小区。
根据在此描述的内容的具有通用分组无线电业务GPRS、全球移动通信系统GSM/通用移动通信系统UMTS功能的移动台包括：射频接收机，用于与无线网进行通信；以及控制器，响应从无线网接收的信息，以便在通过具有分组广播控制信道PBCCH的小区在GSM专用模式下工作时，报告3G小区。在从测量信息消息中收到3G相邻小区列表前，使该控制器报告3G小区。该信息包括通过PBCCH在分组系统信息类型3quater消息中接收的3G相邻小区列表以及在分组系统信息类型3quater消息中接收的3G_BA_IND信息元素。利用反映收到的3G_BA_IND信息元素的值的测量信息消息，控制器报告3G小区。控制器还可以利用反映收到的3G_BA_IND信息元素的值的增强测量报告(ENHANCED MEASUREMENT REPORT)消息，报告3G小区。
在另一个实施例中，在分组系统信息类型3quater消息中接收PSI3_CHANGE_MARK  信息元素，并且移动台将PSI3_CHANGE_MARK信息元素的LSB用作3G_BA_IND信息元素。
通常，在收到3G_WAIT参数确定的测量信息消息的多个实例之前，控制器向无线网报告3G小区。
附图说明
当结合所附附图阅读下面对优选实施例所做的详细说明时，可以使这些内容的上述和其他方面更加显而易见，附图包括：
图1是适于实现本发明的内容的无线通信系统和移动台的方框图；以及
图2是根据本发明方法的逻辑流程图。
具体实施方式
首先，参考图1，图1示出适于实现本发明的无线通信系统5的实施例的简化方框图。无线通信系统5至少包括一个移动台(MS)100。图1还示出一种示意网络控制器，例如，该网络控制器具有：服务GPRS支持节点(SGSN)30，用于连接到诸如公众分组数据网或PDN的电信网；至少一个基站系统(BSS)45，含有基站控制器(BSC)40和多个基站收发信机(BTS)50，根据预定空中接口标准，在到达移动台100的物理信道和逻辑信道上在正向或下行链路方向发送。从移动台100到网络控制器10还存在反向或上行链路通信通路，其传送移动台始发的接入请求和业务。空中接口标准可以符合任何适当标准或协议，而且可以允许语音业务和数据业务，例如，启动因特网70接入和网页下载的数据业务。在本发明的当前优选实施例中，空中接口标准是支持GSM或高级GSM协议和空中接口的时分多址(TDMA)空中接口，但是这些内容不局限于TDMA或GSM或与GSM有关的无线系统。还可以假定网络控制器10包括用于进行CS语音通信的移动交换中心(MSC)60。
对于本发明的目的，假定MS 100是双模GSM/UTMS MS，而且它与GPRS兼容。还假定存在希望MS 100测量并报告何时在GSM专用模式下工作的某个数量的3G小区，如上所述，而且在需要时，例如在需要将呼叫发送到UMTS以适应要求的用户数据传送位速率时，无线网可以命令MS 100切换到UMTS。
移动台100通常包括：微型控制单元(MCU)120，具有连接到显示器140输入端的输出端以及连接到键盘或小键盘160输出端的输入端。移动台100可以是手持无线电话，例如，蜂窝电话或个人通信装置。移动台100还可以包含在用于另一个装置期间所连接的卡或模块上。例如，移动台100可以包含在用于诸如膝上型计算机或笔记本计算机或甚至用户可以穿戴的计算机这样的便携式数据处理器内使用过程中安装的PCMCIA或类似类型的卡或模块上。
假定MCU 120包括或者连接到某种类型的存储器130，存储器130包括：只读存储器(ROM)，用于存储操作程序；以及随机存取存储器(RAM)，用于暂时存储所需的数据、接收的分组数据、要发送的分组数据，等等。还可以设置可拆卸的SIM(未示出)，该SIM存储例如优选公用陆地移动通信网(PLMN)列表和其它与用户有关的信息。为了本发明的目的，假定ROM存储用于使MCU 120执行软件例程、与软件例程一起工作所需的层和协议栈、无线网上的层和协议栈以实现根据本发明的方法的程序。ROM还包括用于对MS 100进行全面控制并用于通过显示器140和小键盘160对用户提供适当用户界面的软件。尽管未示出，但是通常设置麦克风和扬声器，以使用户以传统方式进行语音呼叫。
为了本发明的目的，假定存储器130存储3G相邻小区列表130A，根据本发明内容由MCU/DSP从PBCCH解码该3G相邻小区列表130A。为了本发明的目的，还假定无线网发送作为PBCCH的一部分、被调制以包括在此被称为3G_BA_IND的信息单元的PSI3quater消息。因此，存储器130还提供用于存储3G_BA_IND 130B的存储装置。下面将更详细说明本发明的这些方面。
移动台100还含有无线部分，该无线部分包括：数字信号处理器(DSP)180，或者等效高速处理器或逻辑电路；以及无线收发信机，包括收发信机210和接收机220，它们二者均连接到天线240，以便与网络控制器10通信。至少设置一个包括在频率合成器中的本机振荡器(LO)260，以在使GSM/UMTS工作的频带上调谐收发信机。通过天线240发送并接收诸如数字化的语音和分组数据的数据以及信令信息和消息。
根据本发明，在具有PBCCH的小区上进入GSM专用模式后，使附加GPRS的GSM/UMTS双模MS 100立即开始测量并向无线网报告3G小区。实际上，这意味着在可以进行其它工作之前，无线网可以命令MS 100切换到UMTS。
根据本发明的一个方面，使MS 100以与处于GSM专用模式下时，以BCCH发出的SI2quater消息方式接收的3G相邻小区列表相同的方式，使用3G相邻小区列表130A，通过PBCCH，以PSI3quater消息的方式接收3G相邻小区列表130A作为初始信息。
实际上，本发明的该方面具有两个相关的、交互部分或步骤。首先，在GSM专用模式下，MS 100使用作为初始信息通过PBCCH接收的3G相邻小区列表130A，其次，使通过PBCCH接收的3G相邻小区列表与GSM专用模式下使用的测量报告消息(即，测量报告(MEASUREMENT REPORT)和增强测量报告(ENHANCEDMEASUREMENT REPORT)消息)相兼容。
在当前优选实施例中，第一步骤包括变更为3GPP TS 8.13.0v8.11.0规范，如下所述，并将3G_BA_IND附加到PSI3quater消息。利用在GSM专用模式下由MS 100发送到无线网的测量报告消息中的3G_BA_IND字段识别该3G相邻小区列表。
参考第一步骤以及上面提到的3GPP TS v8.11.0规范，更具体地说是Section 3.4.1.2.1“Parameters for Measurements and Reporting”，根据本发明的测量信息或SI2quater以及PSI3quater消息的参数可以建立用于测量报告和增强测量报告的列表。利用参数MI_COUNT(分别是SI2quater_COUNT)表示的多个不同实例确定一个全集，即，测量信息消息(分别是：SI2quater)的所有实例。测量信息(分别是：SI2quater)消息的两个实例是两个具有不同MI_INDEX(分别是：SI2quater_INDEX)参数值的测量信息(分别是：SI2quater)消息。
在空闲模式下，在没有分配的PBCCH的小区上，multi-RAT MS100读取并解码消息的全集，以形成3G相邻小区列表130A。当在空闲模式下，3G_BA_IND参数发生变化时，MS 100重新读取所有实例并重新建立3G相邻小区列表130A。
根据本发明的内容，在具有分配的PBCCH的小区上，附加GPRS的multi-RAT MS 100从PSI3quater消息建立3G相邻小区列表130A，以形成3G相邻小区列表130A。
然后，利用无论是根据SI2quater还是根据PSI3quater消息建立的3G相邻小区列表130A，报告MS 100何时进入专用模式，直到MS 100收到给定数量的、含有3G相邻小区描述的测量信息消息的实例。3G_WAIT参数确定消息实例的数目。当在SACCH上时3G_BA_IND参数发生变化时，MS 100重新读取所有实例，并重新建立3G相邻小区列表130A，然后，根据3G_WAIT参数，利用新列表进行报告。
正如当前规定的那样，可以实现Section 3.4.1.2.1“Parameters forMeasurements and Reporting”的剩余部分。
下面修改3 GPP TS 8.1 3.0 v8.11.0规范的Section 3.4.1.2.1“Deriving the 3G Neighbor Cell list from the 3G Neighbor CellDescription”(这仅应用于multi-RAT MS 100)。测量信息消息或SI2quater消息，或者根据本发明的PSI3quater的一个或者多个实例可以提供3G相邻小区描述信息，而且用于建立3G相邻小区列表130A。正如当前规定的那样，3G相邻小区列表至多可以含有96个3G相邻小区。
具体到建立3G相邻小区列表，将接收的每个3G相邻小区描述附加到3G相邻小区列表，该3G相邻小区列表以等于参数Index_Start_3G的索引开始。如果不存在该参数，则利用值0代替它。
对于每个3G相邻小区描述，以下面的顺序，在3G相邻小区列表130A中索引各小区。
1)UTRAN FDD小区：以在3G相邻小区描述中出现的顺序，索引FDD ARFCN。然后，对于每个FDD ARFCN，以被解码的FDD_CELL_INFORMATION参数值的升序顺序，索引各小区。
2)UTRAN TDD小区：以在3G相邻小区描述中出现的顺序，索引TDD ARFCN。然后，对于每个FDD ARFCN，以被解码的TDD_CELL_INFORMATION参数值的升序顺序，索引各小区。
3)CDMA 2000小区：以在3G相邻小区描述中出现的顺序，索引各小区。
现在，回到上面所述的第二步骤，为了将上面所述的3G_BA_IND字段附加到PSI3quater消息，改变3GPP TS 8.13.0 v8.10.0规范。当在GSM专用模式下工作时，利用MS 100使用的测量报告消息中的3G_BA_IND字段识别3G相邻小区列表。
3GPP TS  8.13.0 v8.11.0规范的Section 5.6.3“Additionalmeasurement and reporting parameters”说明 PACKETMEASUREMENT ORDER、  PACKET CELL CHANGE ORDER，、SI2quater、PSI3bis、PSI3ter、PSI3quater或PSI5消息中的一些参数可以用于建立用于网络控制(CN)测量报告的GPRS测量参数、GPRS3G测量参数以及相邻小区列表。
Section 5.6.3.1“Deriving the 3G Neighbor Cell list from the 3GNeighbor Cell description”说明在没有分配的PBCCH的小区上，利用一个或者多个具有同样的3G_BA_IND值的SI2quater消息实例给出3G相邻小区列表。在具有分配的PBCCH的小区上，利用具有同样的PSI3_CHANGE_MARK值以及根据本发明的一个方面的3G_BA_IND值的PSI3quater消息的一个或者多个实例给出3G相邻小区列表。
在没有分配的PBCCH的小区上，根据表示同样的3G_BA_IND值的SI2quater，MS 100仅组合3G相邻小区，而无需表示在它们之间接收的不同3G_BA_IND值的任何消息。
在具有分配的PBCCH的小区上，根据表示同样的PSI3_CHANGE_MARK值和根据本发明的这一方面的同样3G_BA_IND值的PSI3quater消息，MS 100仅组合3G相邻小区。
此外，根据本发明，对PSI3quater消息内容进行修改，以支持上面对当前标准和规范的修改和增强。更具体地说，Section 1.2.21b“Packet System Information Type 3quater”如下说明PSI3quater消息。通过用于给出关于3G相邻小区和附加测量与报告参数的信息的PBCCH或PACCH，无线网发送该消息。如果不是将全部信息装在PSI3quater消息的一个实例中，则可以重复PSI3quater消息。将传输该消息的某些特殊要求应用于PBCCH，而且在3GPP TS 05.02中对这些特殊要求进行了描述。
3GPP TS 04.60 v8.13.0的表11.2.21b.1列出PSI3 quater信息元素。
<PSI3 quater message content>::＝
，<PAGE_MODE:bit(2)>
，<PSI3_CHANGE_MARK:bit(2)>
，<PSI3_QUATER_INDEX:bit(4)>
，<PSI3_QUATER_COUNT:bit(4)>
根据本发明，修改PSI3quater消息内容，以附加1位字段：
，<3G_BA_IND:bit>，
在非限制性的当前优选实施例中，将它插在PSI3_CHANGE_MARK字段的后面。
3GPP TS 04.60 v8.13.0的表11.2.21b.2列出PSI3quater信息元素的细节，而且修改该表，以包括3G_BA_IND(1位字段)描述。需要3G_BA_IND识别一组3G相邻小区信息，该组3G相邻小区信息用于以专用模式进行报告的MS 100。然后，在测量报告和增强测量报告消息中反映MS 100接收的值，正如上面对3GPP TS 04.18Section 3.4.1.2.1“Parameters for Measurements and Reporting”所做的描述。
上面将3G_BA_IND参数规定为1位字段。PSI3quater消息与SI2quater消息中的3G_BA_IND的值优先相等，以便将通过BCCH/PBCCH接收的3G相邻小区列表与通过SACCH接收的，即测量信息消息中的3G相邻小区列表无歧义地区别开。请注意，无线网不知道MS是否已经对BCCH上的或PBCCH上的初始3G相邻小区列表进行解码。
然而，请注意，由于不要求MS 100既解码BCCH，又解码PBCCH，所以可以容易地将在空闲/分组空闲模式下接收的3G相邻小区列表与由测量信息消息提供的3G相邻小区列表区别开。然而，如果要求将通过BCCH提供的3G相邻小区列表与通过PBCCH提供的3G相邻小区列表区别开，则可以将3G_BA_IND字段扩展到2位或者更多位，从而使启动规定的附加信息。这种变化要求改变下面的消息：SI2quater、PSI3quater、测量报告、增强测量报告、测量信息、分组测量报告、分组增强测量报告、分组小区改变次序以及分组测量次序，以适应使用1位以上的3G_BA_IND字段。
根据本发明的另一个实施例，避免修改PSI3quater消息。更具体地说，当前描述的Section 5.6.3.1说明，在具有分配的PBCCH的小区上，MS 100仅组合表示同样的PSI3_CHANGE_MARK值的PSI3quater消息中的3G相邻小区。根据本发明的该实施例，为了在专用模式下用于报告3G小区，MS 100将2位PSI3_CHANGE_MARK字段的最低有效位(LSB)变换为1位3G_BA_IND，而且在利用测量报告或增强测量报告消息报告3G小区时，使用该值。
参考图2，可以看出，本发明的一个方面提供了一种运行附加GPRS的具有GSM/UMTS功能的移动台100的方法。该方法包括：在模块A，通过PBCCH从无线网10接收信息；在模块B，根据接收的信息，建立3G相邻小区列表；在模块C，进入GSM专用工作模式；以及在模块D，在接收无线网发送的测量信息消息中的3G相邻小区列表之前，利用3G相邻小区列表，测量并向无线网报告3G小区。
接收的信息包含在通过PBCCH发送的分组系统信息类型3quater消息中。在一个实施例中，3G_BA_IND信息元素附加到分组系统信息类型3 quater消息，并在分组系统信息类型3quater消息中接收3G_BA_IND信息元素。在另一个实施例中，MS 100将已经存在的PSI3_CHANGE_MARK字段的LSB解释为3G_BA_IND信息单元字段。
其中MS 100报告3G小区的模块D使用反映收到的3G_BA_IND信息元素的值的测量报告消息。MS 100还可以利用反映收到的3G_BA_IND信息元素的值的增强测量报告消息报告3G小区。
尽管在本发明的当前优选实施例的上下文中进行了描述，但是本技术领域内的熟练技术人员应当知道，可以在形式和细节方面进行改变，而且这些变化仍属于本发明的内容。例如，消息格式和特定信息元素字段的位数可以与上述公开的内容不同，只要无线网和移动台100知道该变化，就可以实现本发明。

Claims (1)

1.一种具有通用分组无线电业务GPRS、全球移动通信系统GSM/通用移动通信系统UMTS功能的移动台，包括：
接收机，其被配置为在分组广播控制信道PBCCH上从无线网接收信息；
控制器，其被配置为从接收的信息建立3G相邻小区列表；以及
发射机，其被配置为在进入GSM专用操作模式后且在从无线网发送的测量信息消息接收3G相邻小区列表之前，利用3G相邻小区列表向无线网报告3G小区。
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