CN1021758C - 移动辅助式的通信和过界切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在蜂窝状移动无线电系统中进行通信和过界切换的一种方法以及在这种系统中进行通信和过界切换的基台和移动台。在这种系统中，时隙识别码是以脉冲串的形式在用于时分通信信道的无线电信道各帧的时隙中传送的。时隙识别码表示一帧中的脉冲串时隙，而不表示发信单位或收信单位或者无线电信道。时隙识别码用于使脉冲串同步，和用于确定待测定的脉冲串信号强度，以完成过界切换。

Description

本发明涉及一种蜂窝状移动无线电系统，该系统具有多个无线电信道，用以通过时分复用在基台和移动台之间传输经数字调制的无线电信号传输的数字信息或数字化信息。更确切地说，本发明涉及一种与已在某一无线电信道上建立了通信联系的移动台进行通信的任务从一个基台移交到另一个目标基台的转接方法。本发明还涉及一种包括通信装置和移动通信过界切换的基台和移动台。

在蜂窝状移动无线电系统中，非常重要的一点是，借无线电信道已建立通信联系的移动台从一个基台所管辖的网孔时应能保持其已建立的通信联系。此外，借无线电信道已建立通信联系的移动台在同一个网孔内移动且所使用的无线电信道受到的干扰有所增加时还要能维持已建立的通信联系。移动台在蜂窝状无线电系统的各网孔内移动时仍能维持已建立的通信联系的过程通常叫做过界切换（handoff）。

通常，无线电通信只有当所希望的载有无线电信号的信息在接收机上有足够大的信号强度，并且与接收机处的噪音和干扰无线电信号相比足够强时才有可能进行。最低限度的强度当然视乎系统的具体特点而定，例如调制方式和所使用的接收机的类型等。为确保已建立的通信联系在所希望的无线电信道上在移动台和所期望的基台之间能继续进行，过界切换应包括对所期望的基台和/或移动台处的无线电信号进行某些种类的测量。

最初公众所用的蜂窝状移动无线电系统是供讲话或其它模拟信息用的模拟系统。这种系统包括多个无线电信道，以便通过传输经模拟调制 的无线电信号而在基台与移动台之间传输模拟信息。一般说来，这种最初使用的蜂窝状移动无线电系统的网孔较大。这种系统的过界切换过程中的信号测定通常是由各基台进行的。诺迪克移动电话系统（Nordic    Mobile    Telephone    system）NMT    450就是这类系统中的一种。作为本发明背景技术的特别有意思的另一已知的蜂窝状无线电系统是美国的AMPS移动无线电系统。

近来，设计出了各种供公众使用的数字蜂窝状移动无线电系统。数字蜂窝状移动无线电系统包括多个数字无线电信道，以便通过传输经数字调制的无线电信号而在基台与移动台之间传输数字的或数字化的模拟信息。数字蜂窝状移动无线电系统比模拟蜂窝状移动无线电系统具有更多的优点。要具有这些优点，必须满足某些要求。特别是，必须频繁地对信道进行监控，而且过界切换过程必须比旧的模拟系统更快速和进行得更频繁。

有希望在欧洲许多国家成为公用的一种数字移动无线电系统是GSM系统。在已具有一种模拟蜂窝状移动系统的欧洲国家中，新的数字式GSM系统有希望作为一种独立于现有的任一种旧模拟系统的新系统而被引入。GSM系统的基台和移动台迄今还尚未设计成与现有的旧系统相兼容，然而就其本身各方面来说却具有极佳的性能。因此在设计GSM时，可供任意选择的技术方案较多。GSM系统中的过界切换法更是如此。在GSM系统中，为过界切换而进行的测定既由基台也由移动台进行。

有人提出不往已具有现行模拟蜂窝状系统的地区引入新的独立的数字蜂窝状移动无线电系统，而是提出设计与现有模拟蜂窝状移动无线电系统配合工作的数字蜂窝状移动无线电系统。为了在分配给蜂窝状移动无线电系统的频带内获取数字无线电信道，已提出要取消一系列已分配给目前的模拟移动无线电系统的无线电信道，将它们转给数字蜂窝状移动无线电系统。有了所提出的数字移动无线电系统的设计，三个或可能 六个数字无线电信道就可按时分复用的方式使用一个原模拟无线电信道的频带。因此，用多个时分的数字无线电信道代替一些模拟信道就可增加模拟数字联合系统的无线电的总信道数。

我们的意图是逐步引入数字系统，随着时间的推移，在同时存在数字和模拟的蜂窝状系统中，逐渐增加数字信道的数目和逐渐减少模拟信道的数目。已在使用中的模拟移动台将能继续使用剩下的模拟信道。新的数字移动台将能使用新的数字信道。新的两种工作方式的移动台将既能使用剩下的模拟信道，又能使用新的数字信道。在这样的系统中，不能简单地选用与任何数字系统（例如GSM系统）的任何过界切换方法相同的方法作为数字无线电信道过界切换方法。数字信道的过界切换不应干扰现有模拟系统的过界切换，而且也无须在模拟系统中进行信号补偿。如果来自基台的一些控制信道或信号可在模拟和数字两个系统中用于各种用途，则特别有好处。本发明的目标就在于用这样一种过界切换方法。本发明还有一个目标，即采用装有通信装置和用数字信道进行这种转接的装置的基台和移动台。

本发明的目标在于采用特别适用于一种蜂窝状移动无线电系统的通信方法和过界切换方法，该系统包括若干基台;若干移动后;若干通过传输经模拟调制的无线电信号而在移动台与基台之间传输模拟信息的无线电信道;若干通过传输按时分复用的方式经数字调制的无线电信号而在移动台与基台之间传输数字的或数字化的信息的无线电信道;以及用于在基台和移动台之间传输控制信息的若干控制信道。

本发明的一个目的是要使用于联合数字和模拟蜂窝状移动无线电系统的数字部分的过界切换方法不致干扰蜂窝状移动无线电联合系统的模拟部分。

本发明的另一个目的是要使新的数字蜂窝状移动无线电系统的过界切换方法能与旧的模拟蜂窝状移动无线电系统共存使用，从而使数字系 统只要在略加补偿模拟系统中的控制信号情况下即可使用模拟系统的基台控制信道或信号。

本发明的又一个目的是提供蜂窝状移动无线电系统中数字无线电信道的通信和过界切换的方法，其中无线电信号强度和质量的测定是由移动台和基台共同进行的。

本发明再一个目的是提供既有模拟又有数字无线电信道的蜂窝状移动无线电系统用的过界切换的方法，因而以两种方式工作的移动台不难在过界切换方面从数字无线电信道变换成模拟无线电信道。

本发明的目的还在于提供一种便于过界切换的方法，以便以时分复用方式将公用无线电信道连到数字通信信道上。

简单地说，本发明的通信和过界切换的方法通常包括下列涉及时分多址通信信道的步骤：

在建立通信联系时，负责与特定移动台通信的基台在特定无线电信道上给移动台传送准备供通信联系用的信息、准备供通信联系用的特定时隙识别码和多个所选用的无线电信道。过界切换之后，负责该通信的新基台给该特定的移动台发送多个新选取的无线电信道。

在通信联系的过程中，移动台发送特定的时隙识别码，通信联系的数字通信信道的各时隙中有无线电信号。

该特定移动台测定在所选用的无线电信道上收到的无线电信号的强度和与移动台建立通信联系用的数字通信信道上的信号强度。

该特定的移动台定期给有关基台发送在特定移动台的信号强度测定结果。

负责与特定移动台通信的基台测定与移动台建立通信联系的数字通信信道上的信号强度。

处理和分析在有关基台进行的测定的结果和从特定移动台收到的结果，并将其与过界切换的基准数据进行比较。

当根据上述处理、分析和比较的结果认为须要进行转接时，就选取认为适宜负责与该特定移动台通信的目标基台。给目标基台提供有关无线电信道的信息和特定移动台已建立的通信联系的数字通信信道的时隙识别码，而且要求目标基台测定数字通信信道上的信号强度。

所提供的有关无线电信道的信息和时隙识别码在目标基台用以寻找特定移动台已建立的通信联系的数字通信信道并测定数字通信信道上的信号强度。

目标基台报导数字通信信道上信号强度的测定结果。

然后根据来自目标基台的报告对是否须要过界切换作出决定，并通知目标基台和特定移动台何时须进行移交，和特定移动台在过界切换之后应采用什么无线电信道和时隙识别码用于已建立的通信联系。

特定移动台收到须过界切换通信的信息之后，就用时隙识别码寻找正确的时隙，然后在所述无线电信道上发送含有时隙识别码的无线电信号。

目标基台在收到须过界切换的信息和特定移动台准备使用的有关无线电信道的信息以及时隙识别码之后，检查该无线电信道上是否有包含时隙识别码的无线电信号出现。

最后，所选定的目标基台向移动交换中心报道对目标基台所收到的无线电信号中新的特定码的检查结果。

图1    示出有若干网孔、一移动交换中心、若干基台和若干移动台的蜂窝状移动无线电系统的一部分。

图2    示出多个某频带范围内的无线电信道以及图1所示的蜂窝状移动无线电系统中一些无线电信道的应用。

图3    示出用图2的无线电信道控制图1所示蜂窝状移动无线电系统中的各信道、模拟通信信道和时分多址数字通信信道的情况。

图4    示出图1所示蜂窝状移动无线电系统中的图3所示时分多址各 数字通信信道用的无线电信道上被保护区间所分隔开的脉冲串。

图5    示出图1所示的蜂窝状移动无线电系统的一个基台，各无线电信道按图2至4那样使用。

图6    示出图1所示的蜂窝状移动无线电系统中的一个移动台，该移动台用于在图2至4所示的控制和数字通信信道上与图5所示的基台进行通信。

图1示出了蜂窝状移动无线电系统中的10个网孔C1至C10。通常本发明的方法和装置是在10个网孔以上的蜂窝状移动无线电系统中实施的。但为了说明本发明，十个网孔可能是足够了。

网孔C1至C10中每个都具有一个其编号与网孔号相同的基台B1至B10。图1示出了位于网孔中心附近的具有全向天线的若干基台。但各网孔附近的各基台可安置在网孔边缘附近的同一处，且具有定向无线，这是熟悉本技术领域的人士所周知的。

图1    还示出了十个可在一个网孔中移动且可从一个网孔移动到另一网孔的移动台M1至M10。通常本发明的方法和装置是在包括多于10个移动台的蜂窝状移动无线电系统中实施的，特别是，移动台通常比基台多许多倍，但为对本发明进行说明，十个移动台是足够了。

图1    中还示出了移动交换中心MSC。图1中所示的移动交换中心是用电缆连接到10个所示的基台。移动交换中心还用电缆连接到固定的公共电话交换网络或类似的带有ISDN（综合业务数据网）设施的固定网路。图中没有示出从移动交换中心至各基台和至固定网络的各电缆。

除所示的移动交换中心外，可能还有用电缆连接到图1所示基台以外的其它基台的另一移动交换中心。基台与移动交换中心的通信也可不用电缆而借助于其它方法（例如固定的无线电链路）进行。

图1    中所示的蜂窝状无线电系统包括多个无线电通信信道。该系统设计成既供模拟信息用，例如讲话、数字化模拟信息（例如数字化讲 话），也供纯数字信息用，例如纯数据。在本应用中，“联系”一词是用于移动台与同一个系统中或另一个系统中的另一个移动台之间的通信信道，或与连接到蜂窝状移动无线电系统的固定网络中的固定电话机或终端之间的通信信道。因此“联系”一词可能指的是两个人彼此之间的通话联系，也可能指的是计算机进行数据交换的数据通信信道。

图2    示出了某一频带中稍微简化了的多个无线电信道RCH1至RCH2N。第一组无线电信道RCH1至RCHN用以在蜂窝状无线电系统中将无线电信号从各基台传送到移动台。第二组无线电信道RCHN+1至RCH2N用以在蜂窝状无线电系统中将无线电信号从各移动台传送到各基台。

有些无线电信道用作控制信道。通常每一个基台起码都有一个控制信道。通常控制信道不是在通信联系中供传递信息用，而是在通信联系建立的过程中供监视和控制各移动台，维持已建立的联系，和对已建立的通信联系进行过界切换。图3中示出了无线电信道RCHf如何用来自始至终地控制信道CCHK，而无线电信道RCHg如何用来自始至终地控制信道CCHr的情况。

有些无线电信道用作模拟通信信道。通常模拟通信信道供交换模拟信息时的通信联系之用，例如两人彼此通话时的电话呼叫。通常每次进行这种通信联系就需要一个模拟通信信道。无线电信道用作模拟通信信道时，有关通信联系的信息就随模拟调制过的无线电信号一起传送。除有关通信联系的信息外，模拟通信信道也可以供有关的信息用，例如供监控声频话音用。图3中示出了无线电信道RCHa如何自始至终用于模拟通信信道ACHi，而无线电信道RCHb如何自始至终用作模拟通信信道ACHv的情况。通常每个基台至少有一个用于模拟通信信道的无线电信道。

有些无线电信道用作数字通信信道。通常数字通信信道是交换数字信息或数字化信息时供通信联系用，例如交换数据或数字化讲话时用。用作数字通信信道的无线电信道被划分成若干时隙，各时隙又组合成若 干帧。各时隙分配于各数字通信信道，因而多个数字信道以时分多址的方式共用一个公用的无线电信道。图3中示出了各帧F中具有三个时隙的无线电信道RCHc。第一个时隙分配给数字通信信道DCH4，第二个时隙分配给数字通信信道DCH5，而第三个时隙则分配给数字通信信道DCH6。因此无线电信道RCHc就用于三个数字通信信道。图3还示出了无线电信道RCHd如何以相应的方式用于三个数字通信信道DCH7、DCH8和DCH9的情况。

图3中，无线电信道RCHc和RCHd的帧F具有三个时隙。视各种数字通信信道所需要的带宽而定，可以理解，一个帧中的时隙可能少一些，例如两个时隙，也可能多一些，例如六个时隙。当数字通信信道用于交换数字化讲话的通信联系时，若无线电信道的带宽为30千赫，则6个时隙所得出的讲话质量就太差了。

在用作数字通信信道的无线电信道上，基台或移动台起码在每一个用于通信联系的时隙中随同无线电信号传送一个时隙识别码。在具体的无线电信道中，例如RCHc中，不同时隙中的时隙识别码是不同的。因此时隙识别码TI1是在无线电信道RCHc分配给数字通信信道DCH4的第一时隙中传送的。时隙识别码TI2是在无线电信道RCHc分配给数字通信信道DCH5的第二时隙中传送的。时隙识别码TI3是在分配给数字通信信道DCH6的第三时隙中传送的。基台和移动台都没有在无线电信道上传送任何帧的同步信号。

同样的时隙识别可用于两个或两个以上的无线电信道上，也可能用于所有无线电信道上。图3示出了时隙识别码TI1在无线电信道RCHd分配给数字通信信道DCH7的第一时隙中如何传送的情况。时隙识别码TI2在无线电信道RCHd分配给数字通信信道DCH8的第二时隙中传送。时隙识别码TI3在无线电信道RCHd分配给数字通信信道DCH9的第三时隙中被传送。因此时隙识别码不仅识别信道，而且识别一个帧中的时隙。可以设 想，具有三个时隙帧F的各信道有一套时隙识别码TI1至TI3，而六个时隙帧具有不同的一套时隙识别码TI4至TI9，因而时隙识别码也可以表示无线电信道中一个帧的时隙号。

在用作数字无线电信道的无线电信道上还传送有数字音色代码，该代码随着在至少各时隙中的用作通信联系的无线电信号传送。在一特定的无线电信道中，同样的数字音色代码是在不同的时隙中与无线电信号一起传送的。图3示出了同样的数字音色代码VC1在无线电信道RCHc的所有时隙中传送的情况。通常同样的数字音色代码是供通到某特定基台或从该特定基台出来的所有无线电信道用的，例如数字音色代码VC1是供通到基台BS1和从基台BS1出来的所有无线电信道用的。

某些毗邻的基台可以使用同样的数字音色代码，例如，基台B2、B6和B7可以使用与基台BS1同样的数字音色代码。其它基台使用不同的数字音色代码，例如，基台B4、B5、B9和B10都使用数字音色代码Vc4。此外，其它基台采用另一种不同的数字音色代码，例如，基台B3和B8使用数字音色代码Vc7。

用于时分多址数字通信信道的无线电信道上的无线电信号是以脉冲串方式传送的。图4示出了被前一个脉冲串尾端的保护区间和相邻时隙中的下一个脉冲串始端的保护区间所分隔的时隙中的一个脉冲串。该脉冲串可分为三部分，即401、402和403。

所传送的脉冲串包括至少一个在第一部分401中的时隙识别码TI、和一个数字音色代码VC，而且通常还包括在第二部分402中的准备送到该通信联系的其它部分的信息，以及与通信联系或信道有关的在第三部分403中的供控制或监视用的信息。

时隙识别码是由多位二进制字（例如26位）组成的。熟悉本技术领域的人士都知道，在时分多址的无线电通信系统中，接收机是须要进行同步化的。为此，众所周知，须要在每个脉冲串中传送同步字或图形， 而且须要将特定的帧同步字或图形从主台或基台传送到从属台或移动台。在理想的情况下，本发明的时隙识别码还可用以使接收机与发射机同步。

从理论上讲存在有一系列彼此互不相关的多位二进制字，例如26位字，这些字可用作不同的同步字。按照本发明，信道上一帧中的各时隙须要有一个唯一的时隙识别码和同步字。为进行时隙识别和同步化，时隙识别码字应选取得使它们除在相位方面相关外应彼此之间和它们自身之间的相关程度最小。因此按照本发明用以识别一帧的第一时隙的和用以使接收机与发射机同步的第一时隙识别码，在实质上不同相时，应显示出与一个相同的代码之间的相互关系较小;而在相位大致相同时，应显示出与一个相同的代码之间的相互关系较大。用以识别一帧的第二时隙的和用以使接收机与发射机同步的第二时隙识别码，在不同相时，也应显示出与一个相同的代码之间的相互关系较小，而在相位大致相同时，也应显示出与一个相同的代码之间的相互关系较大。所有用在该信道上的其它时隙，在不同相时也应显示出与一个相同的代码之间的相互关系较小，而在同相时，也应显示出与一个相同的代码之间的相互关系较大。信道上用的任何时隙识别码无论相位关系如何（即同相或不同相），也应显示出与任何其它用在该信道上的时隙识别码之间的相互关系较小。以这种方式选择时隙识别码意味着按本发明实现时隙识别码无须用任何供该时隙识别码专用的比特。

一旦给出时隙识别码的要求，熟悉本技术领域的人士就无须任何创造性活动就可选取适当的时隙识别码。但以下还是列出了8个26位字作为一个8时隙的帧的可能的时隙的例子，供不熟悉本技术领域的人士参考：

时隙1的代码：（0，0，1，0，0，1，0，1，1，1，0，0，0，0，1，0，0，0，1，0，0，1，0，1，1，1）

时隙2的代码：（0，0，1，0，1，1，0，1，1，1，0，1，1，1，1，0，0，0，1，0，1，1，0，1，1，1）

时隙3的代码：（0，1，0，0，0，0，1，1，1，0，1，1，1，0，1，0，0，1，0，0，0，0，1，1，1，0）

时隙4的代码：（0，1，0，0，0，1，1，1，1，0，1，1，0，1，0，0，0，1，0，0，0，1，1，1，1，0）

时隙5的代码：（0，0，0，1，1，0，1，0，1，1，1，0，0，1，0，0，0，0，0，1，1，0，1，0，1，1）

时隙6的代码：（0，1，0，0，1，1，1，0，1，0，1，1，0，0，0，0，0，1，0，0，1，1，1，0，1，0）

时隙7的代码：（1，0，1，0，0，1，1，1，1，1，0，1，1，0，0，0，1，0，1，0，0，1，1，1，1，1）

时隙8的代码：（1，1，1，0，1，1，1，1，0，0，0，1，0，0，1，0，1，1，1，0，1，1，1，1，0，0）

当无线电信道上的一个帧中的时隙少于8个时，可采用少于所给定的代码字全部的代码字。但当一个帧中只有3个时隙时，采用给定代码字以外的代码字较为有利。

当然也可以设想采用位数大于或小于26位的二进制时隙识别码。代码字较长有一些优点，但其缺点是占用了脉冲串中较多的可利用的空间。

在先进的移动电话服务系统（缩写符号为AMPS）中，例如在模拟通信信道上，传输有监视声频话音（缩写符号为SAT）。之所以要在AMPS中传输SAT是因为在受干扰限制的移动无线电通信网络中，收信单位（例如基台）应具备识别发信单位（例如移动台）的某些装置，或起码以高度的相似性无须连续发送发信单位的身份就可以切断与发信单位的交换的装置。本发明蜂窝状移动无线电系统中采用数字话音信道码的目的至少与AMPS中用SAT部分相同。在AMPS中不同的SAT的数目是3个。本发明蜂窝状移动无线电系统中不同数字话音码的数目最好比3多得多，这主要是为了便于适当地引用间歇传输。数字话音信道码最好是八位的二进制字，这样就可以使不同的音色码达到理论上的256个。

间歇传输在手持式移动台中可起到节电的作用。节电的基本思想是这样的，即当移动用户不谈话或在某个通信联系中不传送任何数据时是不须要让发射机开着的。在信道的再使用受干扰限制的蜂窝状系统中，这意味着，移动方传送到通信联系上的载波突然在基台接收机上消失， 而采用同一个无线电信道和时隙的可能起干扰作用的移动台的脉冲串突然单独出现在负责该通信联系的基台的无线电信道上。若这种起干扰作用的移动台的脉冲串不含有与进行通信联系的不通话的移动台方的脉冲串不同的数字音色代码，则负责通信联系的基台方就分辨不了通信联系中来自那些不通话移动台实际方的干扰脉冲串。若干扰方的信号强度足够大，则通信联系另一方（不是不通话的移动台）就会偶然听到干扰方的对话或数据。因此各不同数字色码的数目应多到足以保证采用相同无线电信道且具有同样色码的各网孔彼此间的距离足以保证不致引起同信道上的干扰。如果采用间歇传输，则干扰信号不应大大超过噪音电平。因此在一般的情况下，有一个十一位的色码看来是很足够了。可是色码越长，在所建立的通信联系的控制信道上和过界切换的过程中就须要越多的空间。考虑到控制信道上可能的负载，有八位数字话音码看来就可以较好的两者兼顾。

分开的数字音色码在脉冲串中须要一定的空间，因而减少了通信联系上用于讲话或传送数据的空间。但实施下列话音码并不须要为数字通信信道上的脉冲串中的数字话音码设任何专用的比特。

在发信方，数字音色码被逐位按模2（modulo    two）加到处于差错检验下的字段上，但无须在信道编码之后在脉冲串的信息部分中进行差错校正。在收信方，分解和检查各时隙中的脉冲串。这个检查过程是在信道解码和差错检测之前进行的，具体作法是将已知的模2数字音色码（digital    voice    colour    code    modulo    two）逐位相加，如同在发信方所进行的一样。若在加入模2数字音色码之后没有发现任何差错，则从所预期的发射机而不是从干扰方发送脉冲串的信息部分。

图5示出了图1所示的带有图2至4的无线电信道的蜂窝状移动无线电系统中的一个基台。该基台是用以在多个用作数字通信信道、模拟通信信道和控制无线电信道上发送和接收信息的。图5中并没有 画出所有信道的全部基台设备。一般说来，一个基台总有多个信道用的设备，特别是模拟通信信道用的设备，以及其它供电维修等设备，但图中所示的设备对了解本发明看来已足够。

基台由六条中继线501-506连接到移动交换中心。各数字通信信道的第一输入中继线501连接到数字中继线信号多路分解器和接口DMU-D507上。模拟通信信道的第二输入中继线502连接到模拟中继线接口和信号多路分解器DMU-A    508上。控制信道的第三输入中继线503和基台控制信息连接到一中继线接口和控制信息信号多路分解器DMU-C    509上。数字通信信道的第一输出中继线504连接到数字多路复用器和中继线接口MUX-D510上。模拟通信通道的第二输出中继线504连接到模拟多路复用器和中继线接口MUX-A    511上。控制信道的第三输出中继线506和基台信息连接到控制信息多路复用器和中继线接口MUX-C    512上。

对于用作数字通信信道的各输出无线电信道，其基台包括连接到数字中继线信号多路分解器和接口DMU-D的数字信道编码装置DCC    513及514、模2加法装置M2A    515及516、脉冲串发生装置BG517及518、调制装置MOD    519及520和连接到天线523及524的功率放大装置PA521及522。两个这种输出无线电信道共用一个连接到模2加法装置的数字音色码装置。这两个输出无线电信道还共用一个连接到其脉冲串发生器上的时隙识别码装置TIS    526。

对于用作模拟通信信道的各输出无线电信道，其基台包括连接到模拟中继线接口和信号多路分解器DMU-A上的模拟传输信道处理装置ATC527、调制装置MOD    528和连接到天线530的功率放大装置PA    529。

对于用作控制信道的各输出无线电信道，其基台包括连接到模拟中继线接口和控制信息信号多路分解器DMU-C上的输出控制信道处理装置CTC531、调制装置MOD    532和连接到天线534的功率放大装置PA    533。

对于用作数字通信信道的各输入无线电信道，其基台包括连接到一 天线536及546的无线电接收装置REC    535及545、无线电信号强度或电平测量装置SLM    537及547、模/数转换器A/D    538及548、多路均衡器和脉冲串同步和时隙识别以及自动频率控制装置EQ-AFC539及549、模2加法装置M2A    540及550和连接到数字多路复用器和中继线接口MUX-D    512的数字信道解码装置DCD    541及551。

供数字通信用的两个输入无线电信道共用连接到其模2加法装置的数字音色码装置VCS    542。两个这种输入无线电信道还共用连接到其数字信道解码器DCD上的数字信道位差错测量装置BEM    543。

对于用作模拟通信信道的各输入无线电信道，其基台包括连接到一天线556的无线电接收装置REC555、无线电信号强度或电平测量装置SLM    557和连接到一模拟多路复用器和中继线接口MUX-A    511上的输入模拟信道处理装置ARC    558。

对于用作控制信道的各输入无线电信道，其基台包括连接到一天线566的无线电接收装置REC    565、无线电信号强度或电平测量装置SLM567和连接到控制信息多路复用器和中继线接口MUX-C    510上的输入控制信道处理装置CRC    568。

所有的调制装置和无线电接收装置都连接到频率合成装置FS    569上。频率合成装置由中央处理器CP    570控制。CP还控制各DCC、各VCS、各BG、各EQ-AFC、各DCD、BEM、ATC、ARC、CTC、CRC和MUX-C。该中央处理器最好不是基台中唯一的处理器，其它装置也可以包括处理器，特别是ATC、ARC、CTC、CRC和各EQ-AFC中更应该装有处理器。

图5所示的基台是供与只具有模拟通信信道和控制信道用的设备的移动台通信用的。该基台也是供与只具有数字通信信道和控制信道用的设备的移动台通信用的。该基台也是供与具有两种方式的移动台通信用的，以便既能在模拟通信信道上也能在数字通信信道上以及控制信道上 进行通信。只为模拟通信信道设计的移动台可以是熟悉本技术领域的人士所周知的那一种，且按AMP    S标准进行工作。因而这里没有必要阐述这类移动台及其工作情况。

图6    示出了图1所示的用于与图5的基台在图2至4的无线电信道上通信的蜂窝状无线电系统中的一个移动台。

该移动台包括一连接到模/数讲话编码装置502的传声501用以将讲话或音响编码成位率或带宽小于11千赫、最好约7至8千赫的二进制码。讲话编码装置上连接有信道编码装置503，用以防止已分解的差错对来自讲话编码器的数字信息产生影响。信道编码器连接到模2加法器504上，用以将数字音色码模2加到来自信道编码器的数字信息中。模2加法装置连接到脉冲串发生器505上，供收集准备在脉冲串中传输的信息，并将包括时隙识别码的信息分配入适当的脉冲串中。当移动台是供在通信联系时或通信联系建立过程中传输数据之用时，脉冲串发生器将数据和/或控制信息放入脉冲串中而不放入数字化的讲话中。这类信息可以由键盘506经由一微处理器507和信道编码器提供或直接由微处理器提供。脉冲串发生器上连接有调制器508，供接收来自频率合成器509有待在射频载波上调制而在功率放大器510中加以放大的数字信息。调制方法可以采用连续相调制法或其它适用于数字信息传输的那种调制法。功率放大器经由一天线转换开关512连接到一天线511上，并由微处理器控制。

移动台还包括连接到天线转换开关的无线电接收机513、无线电信号强度或电平测量装置514和模/数转换器515。无线电接收机包括带滤波器、解调器等的射频级和中频级。无线电接收机输出端和模2加法器517输入端上连接有均衡数字通信信道、自动频率控制和自动增益控制的装置516。模2加法器（modulo    two    adder）将模2数字音色码加到来自均衡器的数字信息上。模2加法器输出端连接到一信道解码器518 上，供分解来自模2加法器的数字信息，并对这些数字信息进行差错检测和校正。信道解码器和扩音器520上连接有将数字信息转换成模拟信息或讲话的装置519。

当移动台调谐到用于控制信道的基台所使用的无线电信道时，移动台的某些设备搁置不用，特别是信道和讲话解码器。当控制和监视信息按AMPS标准在控制信道上从基台发送时，微处理器接收和翻译来自模/数转换器的信号。

除时隙识别码和数字音色码以及引入、识别它们并从信息流中除去它们的装置外，图6所示的移动无线电系统可按已知的数字移动无线电台（例如GSM标准或1987年第3期《Ericsson评论》所公开的那一种）类似的方式在时分多址数字通信信道上工作。

因此这里没有必要进一步详细介绍各种装置的整体工作情况或细节工作情况。对于时隙识别码和数字音色码方面，该移动台包括存储准备用以与基台通信的所有可能的时隙识别码和数字音色码的装置521和522。微处理器接收来自基台有关在特定的通信联系中应采用哪一些代码的指令，并从各存储器读取各代码，且给各模2加法器和脉冲串发生器提供适当的时隙识别码和数字音色码。

当从基台接收无线电信号时，在均衡器中与微处理器配合进行对时隙识别码的同步和识别工作。在已建立的通信联系中对位差错率的测量是在信道解码器中与微处理器配合进行的。均衡器、同步化的方法和位差错测定，这些都是熟悉本技术领域的人士所周知的。因此这里没有必要进一步详述这些方法或实施这些方法的装置。

在图1所示的具有图5所示基台和图6所示移动台的那种蜂窝状移动无线电系统中，建立通信联系的过程可以与所用信道为模拟通信信道时的相应的AMPS中的过程类似。但当通信联系准备使用的信道是图3和4所示的数字通信信道时，基台就不仅通知移动台有关无线电信道的事 宜，而且还通知所使用的有关时隙和数字音色码的事宜。在通信联系建立过程中，基台还在多个无线电信道上通知移动台其所要测定的信号的强度。通常这多个无线电信道是被毗邻各基台/网孔用作控制信道的无线电信道。视各移动台的移动情况和其他情况而定，在通信联系的过程中可选用新的多个无线电信道并将相应的信息从有关的基台传送到移动台。在采用数字通信信道的通信联系过程中，移动台测定给定的多个无线电信道上的信号强度。测量可在数字通信信道不使用时隙的期间进行。

移动台还测定数字通信信道上供已建立的通信联系用的信号强度和已建立的通信联系中的位差错率。移动台将其测量结果（最好是平均值）频繁地传送到基台，最好是每秒两次。

基台还测定数字通信信道上供已建立的通信联系用的信号的强度和已建立的通信联系中的位差错率。基台处理并分析它自己的测量结果和移动台的测量结果，并将其与过界切换的基准值进行比较。当根据该结果和基准值认为有必要过界切换时，则基台通知移动交换中心，指明至少一个认为适于接管与移动台进行通信的目标基台。

移动交换中心要求一个或多个目标基台在用以建立通信联系的移动台所用的一个时隙内测定某一无线电信道上的信号强度。移动交换中心还通知目标基台有关移动台所使用的数字音色码。

该一个或多个基台将一个接收机调谐到移动交换中心所指定的无线电信道，并用所指定时隙的时隙识别码使脉冲串同步化。目标基台检查是否有移动交换中心所指定的数字色码出现，且当数字色码正确时测定脉冲串信号的信号强度。然后目标基台将其信号强度测量结果传送到移动交换中心。目标基台还通知移动交换中心关于是否出现数字色码的检查结果，即数字音色码是否在该无线电信道的时隙中的脉冲串中出现。

移动交换中心根据目标基台对信号强度的测定结果和其它情况（例 如话务量）确定是否要过界切换到目标基台。

当移动交换中心确定应过界切换时，它就给有关基台和目标基台发送有关移动台准备在过界切换之后在通信联系中使用的新的无线电信道、新的时隙和新的音色码等信息。目标基台就开始传送在过界切换之后的通信联系中准备在无线电信道的时隙中所用的包括时隙识别码和新的数字音色码的无线电信号。

有关基台将有关新无线电信道、新时隙和新数字色码的信息发送给移动台。收到该信息之后，移动台就调谐到目标基台准备供通信联系用的新的无线电信道上，并在无线电信道上所收的信号中搜索该新的时隙识别码。移动台应用所收到的信号中的新时隙识别码使脉冲串同步。同步以及将其发射机调谐到新的无线电信道之后，移动台开始以新时隙在新的无线电信道上发送脉冲串。新的数字色码也随名脉冲串一齐传送。

目标基台将一个接收机调谐到移动台准备用以进行通信联系的新的无线电信道上，并搜索新的时隙识别码。目标基台用该时隙识别码进行同步工作。接着，目标基台在新信道的新时隙中搜索信号中的新数字色码。若目标基台识别出新无线电信道的新时隙中脉冲串的新数字色码，就将其通知给移动交换中心。于是移动交换中心就把该过界切换说成是成功的，并采取相应的行动。在成功的过界切换之后，这时成为有关基台的原目标基台就在多个新的无线电信道上向特定的移动台通知其准备测定的信号强度。

图1所示移动蜂窝状系统中的智能化和某项决定的做出可以或多或少集中在移动交换中心中进行，或者或多或少分散在各基台中进行。在分散系统中，移动交换处在准备和进行过界切换中的若干功能可以改在有关的基台和/或各目标基台中进行。

在上述过界切换方法的实施例中，有关的基台和移动台使用了同样的时隙识别码和同样的数字音色码。但可以理解，在各基台和移动台也 可以用不同的时隙识别码进行特定的通信联系。

在上述过界切换方法的实施例中，移动台测定被基台用作控制信道的无线电信道上的信号强度。但可以理解，也可以要求移动台来测定被基台用作数字通信信道的无线电信道上的信号强度，特别是当各无线电信道并不是完全作为各基台的控制信道时更是如此。

Claims (8)

1、在蜂窝状移动无线电系统中进行通信和过界切换的一种方法，该系统包括若干基台、若干移动台和多个无线电信道，其中至少两个无线电信道用作时分多址数字通信信道，其特征在于，该方法包括下列步骤：

在数字通信信道上建立通信联系和在与数字通信信道进行过界切换联系时，从负责与特定的移动台进行通信的基台向特定的移动台传送识别特定时隙识别码、特定数字音色码和多个所选用的无线电信道的信息；

在通信联系的过程中，在通信联系的数字通信信道的各时隙中，从特定的移动台发送随同无线电信号的特定时隙识别码和数字音色码；

在特定的移动台测定在所选用的无线电信道上所收到的无线电信号强度和测定与移动台进行通信联系所使用的数字通信信道上的信号强度；

反复从特定的移动台向有关基台发送在特定移动台测定信号强度的结果；

在所述系统中处理和分析测量结果，并将其与过界切换的基准值进行比较；

根据处理、分析和比较结果认为应进行过界切换时，在所述系统中确定认为适宜负责与特定移动台进行通信的目标基台；

给目标基台提供识别特定移动台已建立的通信联系的数字通信信道的无线电信道、特定时隙识别码和特定数字音色码的信息；

利用在无线电信道上所提供的信息和目标基台的特定时隙识别码，找出特定移动台已建立的通信联系的数字通信信道，并检查是否有特定的数字音色码出现；

从目标基台报道在已建立的通信联系的数字通信信道上检查是否出现特定数字音色码的结果；

根据目标基台的报道，在所述系统中决定是否须要过界切换，并通知目标基台和特定的移动台是否进行过界切换；

通知移动台已建立的通信联系的特定移动台和目标基台在过界切换之后拟使用的新无线电信道、新时隙识别码和数字音色码；

至少在目标基台收到应过界切换的信息之后，从目标基台发送包含作通信联系的目标基台在过界切换之后拟使用的无线电信道上的新时隙识别码的无线电信号；

在特定移动台收到须要过界切换的信息之后，利用移动台的新的时隙识别码找出正确的时隙，并从特定移动台在新的无线电信道上发送包含新时隙识别码和数字音色码的无线电信号；以及

在目标基台收到须要过界切换的信息和特定移动台拟使用的新无线电信道及时隙识别码的信息之后，在目标基台检查在无线电信道上是否出现既包含时隙识别码又包含数字音色码的无线电信号。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤：

在有关基台和在特定的移动台测定在数字通信信道上已建立的通信联系的比特差错率和

当在所述系统中确定应何时进行过界切换时，在该系统中考虑上述比特差错率的测定结果。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤：

在所述系统中，与时隙识别码无关地选取数字音色码;

从同一有关基台所管辖的至少两个移动台随同无线电信号发送同样的数字音色码;和

从至少两个采用同一个无线电信道和时隙识别码但由不同的有关基台管辖的移动台发送不同的数字音色码。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤：

在负责与特定移动台进行通信联系的基台测定与移动台进行通信联系用的数字通信信道上的信号强度;

当在所述系统中确定是否应过界切换时，在该系统中考虑在有关基台进行的信号强度的测定结果;

在目标基台测定特定移动台已建立的通信联系的数字通信信道上的信号强度;

从目标基台报道在数字通信信道上测定信号强度的结果;和

当在所述系统中确定是否应该过界切换时，在该系统中考虑在目标基台测定信号强度的结果。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少在所选用的无线电信道中有一个是有关基台以外的另一基台用作控制信道的无线电信道。

6、根据权利要求4所示的方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤：

在特定移动台上对准备传送的数字信息以二进制差错检测码的形式进行编码;

向已编码的二进制信息加入二进制编码了的模2数字音色码;

从特定的移动台随同无线电信号发送模2和（modulo  two  sum）;

在目标基台对所收到的无线电信号进行解调，以获取二进制编码信息;

在目标基台中，将二进制编码数字音色码加到从所收到的模2信号获得的二进制编码信息上;

在目标基台根据差错检测码对模2和进行解码以便检测可能的差错;和

在目标基台，以模2和中没有差错来指明在所收到的无线电信号中有数字音色码出现。

7、与蜂窝状移动无线电系统中的若干移动台进行通信的一个基台，所述系统具有若干无线电信道，用作其帧中各时隙中的时分多址通信信道，其特征在于，该基台包括：

存储装置，用以存储至少与无线电信道上的多时隙的帧中的时隙数一样多的不同的时隙识别码;

数字音色码存储装置，用以存储多个与时隙识别码无关的数字音色码;

脉冲串发送装置，用以在无线电信道上的各帧的时隙中发送无线电信号的脉冲串;

时隙识别码加入装置，用以向从基台所发送的各脉冲串中加入所存储的时隙识别码中的一个识别码，所述识别码表示出传送脉冲串的信道的帧的时隙，但与基台的识别和传送该脉冲串的无线电信道无关;

脉冲串加入装置，用以向从基台所发送的各脉冲串中加入所存储的与各脉冲串中的时隙识别码和传送脉冲串的信道无关的数字音色码中的一个数字音色码;

脉冲串接收装置，用以在各无线电信道的各帧的时隙中接收无线电信号的脉冲串;

同步装置，用以通过利用所收到的脉冲串的时隙识别码使接收装置与所收到的脉冲串同步;

识别装置，用以在所收到的脉冲串中出现任何预定的时隙识别码时对其进行识别;

数字音色码识别装置，用以识别出现在所收到的脉冲串中的任何预定的数字音色码;以及

脉冲串信号强度测定装置，用以在时隙识别码所确定的时隙中测定无线电信道上脉冲串的信号强度。

8、与蜂窝状移动无线电系统中的若干基台进行通信的一个移动台，所述系统具有若干无线电信道，用作其帧中各时隙中的时分多址通信信道，其特征在于，该移动台包括：

存储装置，用以存储至少与无线电信道上的多时隙的帧中的时隙数一样多的不同的时隙识别码;

脉冲串发送装置，用以在无线电信道上的各帧的时隙中发送无线电信号的脉冲串;

时隙识别码加入装置，用以向从移动台所发送的各脉冲串中加入所存储的时隙识别码中的一个识别码，所述识别码表示出传送脉冲串的信道的帧的时隙，但与移动台的识别和传送该脉冲串的无线电信道无关;

脉冲串加入装置，用以向从移动台所发送的各脉冲串中加入多个预定的与各脉冲串中的时隙识别码和传送脉冲串的信道无关的数字音色码中的一个数字音色码;

脉冲串接收装置，用以在各无线电信道的各帧的时隙中接收无线电信号的脉冲串;

同步装置，用以通过利用所收到的脉冲串的时隙识别码使接收装置与所收到的脉冲串同步;

识别装置，用以在所收到的脉冲串中出现任何预定的时隙识别码时对其进行识别;

数字音色码识别装置，用以识别出现在所收到的脉冲串中的任何预定的数字音色码;以及

脉冲串信号强度测定装置，用以在时隙识别码所确定的时隙中测定无线电信道上脉冲串的信号强度。

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