CN1082281A - 无线通信系统中执行过区切换的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在蜂窝通信系统中执行过区切换的方法和装置， 包括在跨越至少两个网孔的信号路径的每点设置一 个接线器(34)，确定一个通信事务从一个服务网孔到 一个目标网孔的过区切换已被指出以及识别到服务 网孔的信号路径中、跨越服务和目标网孔的接线器 (34)。经过跨接接线器进行过区切换。

Description

本发明涉及通信系统，特别是涉及蜂窝通信系统。

蜂窝通信系统是众所周知的。这样的通信系统一般在相当大的地理范围内利用多个基站提供通信服务，每个基站具有一个服务覆盖区域。设置这样的基站是为经过这种区域的移动通信单元提供基本连续的覆盖，当一个通信单元经过该区域时，服务源从一个基站过区切换到另一个基站。

蜂窝系统内的通信服务是通过在通信单元和服务基站之间的无线电频率（RF）信号的交换提供的。当通信单元移出服务基站的服务覆盖区域时，这种移动被通信单元所执行的信号测量探测到，并且向服务站传送，或者由其他附近基站的通信单元的信号测量进行探测和传送。需要将通信事务从一个服务基站过区切换到一个接近该移动通信单元的新的（目标）基站的决定，可以基于对测量信号值与阈值作的比较。（正如在欧洲通信标准学会（ETSI）可得到的GSM（移动通信的全球系统）建议中所确定的并引用在这里供参考的移动通信全球系统就是这样一个系统的例子。）

在确定了一个通信单元需要从一个服务基站过区切换到一个目标基站后，必须利用通信单元建立一条经过目标基站的通信路径。现有技术中，传送是在位于移动交换中心（MSC）的矩阵接线器内或位于基站控制器（BSC）的矩阵接线器内实现的。

蜂窝系统内的矩阵接线器通过接线器内来自多个外部信令设备的互连的可用性提供移交。在过区切换情形下，矩阵接线器装备有既来自服务基站又来自目标基站的互连。为实现过区切换，用于矩阵接线器的控制器（例如，MSC或BSC）命令矩阵接线器开关断开原服务网孔的路径并重新连接到目标网孔，或者引用蜂窝下层结构的第三方协商特性将网孔跨接一段时间。另一种方法是，控制器可以利用一个称为“软移交”的过程命令接线器将目标和服务基站都连接一预定时间期间。在一些系统中，通过本地控制器对包选择或包交换的直接控制可以产生软移交。

在一个MSC（或者MSC和BSC）中设置矩阵接线器可能在基站（BS）和矩阵接线器之间要求相当长的信号路径。如果MSC控制多个BSC，或者BSC控制多个BS，或者BS服务于多个扇区，则在接线器和被服务的设备之间必须设置相当大量的特别目的的信号路径。

经过矩阵接线器的过区切换的问题是复杂的，过区切换是到不同蜂窝系统的一部分或不同基站系统（BSS）的一部分的网孔。如果过区切换的目标基站是通过与原服务站不同的BSC服务的，则过区切换必须在位于MSC中的矩阵接线器之中执行。要求在MSC过区切换是因为服务基站的BSC中的矩阵接线器或目标基站的BSC中的矩阵接线器都不具备服务基站和目标基站之间的互连。另一方面，MSC中的矩阵接线器设置有来自由那个MSC控制的所有BSC的互连。为了在MSC中实现过区切换，MSC命令MSC矩阵接线器连接到目标网孔并从原先的服务网孔断开。

如果目标网孔站是不同的蜂窝系统的一部分，则过区切换可能要求公共交换电话网络（PSTN）的介入。或者是，不同蜂窝系统间的移交可以通过为不同系统间的移交而保留的专用中继线群完成。当涉及不同的MSC时，这些MSC必须交换有关过区切换的信息，并要求来自PSTN内交换系统的过区切换，或者使用专用中继线群。

尽管基于设置在MSC或BSC内的矩阵接线器的过区切换已经运行得很好，但是由于到集中地点远离服务的设备的信号路径的距离和数量，这样按排的效率不高。需要一种方法将过区切换限制在过区切换直接涉及设备的区域。

本发明提供了在蜂窝通信系统中执行过区切换的方法和装置，这样的方法包括在跨接至少两个网孔的信号路径的每点设置一个接线器的步骤。该方法还包括确定一个通信单元从一个服务网孔到一个目标网孔的过区切换已被指明以及识别到该服务网孔的、跨接服务和目标网孔的信号路径中的接线器的步骤。该方法最后包括经过跨接接线器进行过区切换。

执行过区切换的这种方法的装置包括在跨越至少两个服务覆盖区域的每个信号分布点的接线器。然后这样一个系统内的过区切换可从一个服务基站进行初始化，该过程基于一个用于配置并且要求在跨接服务和目标网孔的接线器内进行过区切换的装置内所含的信息。

图1是根据本发明一个实施例的蜂窝通信系统的方框图。

图2描述一个先有技术的矩阵接线器。

图3描述根据在每个电路分支点带有一个接线器的最佳实施例的基站系统。

图4是根据本发明的一个通信单元的方框图。

图5描述根据本发明最佳实施例的过区切换的流程图。

限定过区切换区域问题的解决方法概念上在于：在跨接一个以上的服务覆盖区域的每个信号分布点设置一个接线器。该接线器可以设置在服务于多个扇区或以代码转换器服务于多个BSS的BS中。在这样一个信号分布点设置接线器允许通过系统最低层而不涉及其他层的过区切换。当增加系统容量时，过区切换活动降至低层，信号分支点有效地降低了移交中潜在的呼叫阻塞。过区切换降至低层信号分支点还可以允许基于信号质量信息的过区切换的确定，这些信息能够在低层分支点（例如一个基站）得到，而不能在较高层分支点（例如一个MSC）得到。

图1所示是根据本发明一个实施例的一般的蜂窝通信系统（10）。这样一个系统（10）中包括第＃1-j个MSC（10和11）。第＃1-j个MSC中的每个MSC（例如MSC＃1）可以与其第＃1-k个代码转换器（12和13）相联。第1-k＃个代码转换器（12和13）中的每个代码转换器（例如BSC＃1）又服务于第＃1-m个BSC（15和16）。第＃1-m个BSC中的每个BSC（例如＃1    BSC）控制第＃1-n个BS（18和19）。第＃1-n个BS（18和19）中的每一个BS（例如BS＃1（18））在数个扇区（网孔）（22-24）内提供通信服务。

图2所示的是根据最佳实施例用于交换的装置（34），包括在MSC（10和11）、代码转换器（12-14）、BSC（15-17）和BS（18-21）内。用于交换的装置（接线器）可以是电路接线器（矩阵接线器）或是包接线器。接线器（34）（如本领域公知的）能够在任两个外部连接（1-q）之间提供一条路径（在接线器34内）。如果接线器（34）是包接线器，则路径可以参照传输的数据包中的报头来建立，或者在外部控制下（快速包交换）建立。如果接线器（34）是矩阵接线器，则在外部处理器控制下建立电路路径。每个MSC（10和11）、代码转换器（12-14）、BSC（15-17）和BS（18-21）中包括接线器（34）有利地允许过区切换在系统（10）内的可能的最低层中产生。因为系统（10）内不同的需求和交换应用，在同一系统（10）的不同层中可以同时存在包交换和电路交换。

通过在与两个或多个服务覆盖区域有关的每个分支点设置一个接线器（34），允许在系统（10）中可能的最低层产生过区切换降低了这样一个系统（10）内特定功能的互连布线。在每个分支点设置一个接线器（34）允许可能的最低层产生中继，因而增加了整个系统效率。当过区切换控制器（呼叫控制器）也设置在分支点时，将接线器设置在这样的分支点也可以限制到分支点的控制业务。

图5所示是根据本发明最佳实施例的过区切换的流程图。在此参照专用于理解本发明的流程图。

作为一个例子，一个通信单元（50，图3）在一个分配的频率f1上与公共交换电话网络（PSTN）用户（未示出）交换通信信号。在呼叫建立期间，BS（18）内的接线器（34）被命令在终端1和P+3之间建立一条信号路径。呼叫控制器（BSC15）内的接线器（34）被命令在终端1和P+2之间建立一条信号路径。代码转换器（12）和MSC（10）（未示出）内的接线器（34）配置相同。

在交换期间，通信单元（50）移出网孔22并进入网孔23。这样一个系统（10）内需要过区切换的确定可被确定，部分是通过比较测量的信号值与阈值来作出的。GSM中，通信单元（50，图4）内的扫描器（43）测量（100）网孔（23和24）周围的控制信号的信号质量因素（比如信号强度），并将这样的测量结果传送（101）到呼叫控制器（BSC15）用于确定过区切换。其他系统中，设在基站（18或19）的扫描器测量（100）服务网孔周围的网孔内的通信单元（50）的信号质量因素，并将这样的测量结果传送到呼叫控制器（BSC15）。

当BSC（15）收到信号质量测量结果时，根据传送的信号质量测量确定进行过区切换的必要和切换目标（102）。当确定需要进行切换时，BSC（15）命令通信单元（50）在相同频率或另一个频率f2上切换到目标。BSC（15）还参照配置装置（36）（例如一个查找表或算法）确定服务于服务（22）网孔和目标（23）网孔的最低层信号分支点是设置在BS（18）的接线器（34）。在这一确定时，BSC（15）命令在BS（18）的接线器（34）通过断开终端1和P+S之间的信号路径并经过终端1和p+2重建的话音路径来过区切换（104）通信单元（50）。

由于通信单元经网孔23进入网孔24，重复上述过程：呼叫控制器（BSC15）命令BS（18）内的接线器（34）断开经过终端1和p+2的路径并经过终端1和p+1重建路径。这种情形下，BSC（15）通过再次参照BSC（15）内的配置装置（36）将BS（18）内的接线器（34）识别为最低层接线器（34）。

当通信单元（50）进入网孔25时，这时BSC（15）参照配置装置（36）确定信号分布系统内的最低层分支点是设在BSC（15）的接线器（34）。在这一确定之后，BSC（15）内的控制器（35）命令在BSC（15）内的接线器（34）断开终端1和p+2之间的信号路径并重建经过接线端1和p+1的信号路径。BSC（15）还命令在目标BS（19）内的接线器（34）建立一条终端1和p+3之间的信号路径。

在通信单元（50）移出网孔25之后，如果它进入由BSC16控制的网孔（未示出），则服务BSC（15）将参照配置装置（36）确定在代码转换器（12）内的接线器（34）（未示出）是服务于服务网孔（24）和目标网孔的最低层分支点。在作出这一确定时，服务BSC（15）将向代码转换器（12）传输一个请求，请求代码转换器（12）将通信单元（50）切换到目标网孔。

作为进一步的例子，孔22内的第一通信单元（50，图3）向服务BSC（15）发送一个接入请求，请求接入网孔23内的第二通信单元（51）。BSC（15）利用现有技术的寻呼技术识别目标通信单元（51）是在网孔23内。当确定第一（50）和第二（51）通信单元的位置时，BSC（15）根据本发明最佳实施例及参考配置（36）确定服务于这两个网孔的最低层分支点是位于BS18的接线器（34）。在这一确定时，呼叫控制器（BSC15）向接线（34）发送的命令，在终端p+3和p+2之间建立一条话音路径。BSC（15）也以第一频率（f1）向第一通信单元（50）发送一个接入授权，并以第二频率（f2）向第二通信单元（51）发送一个接入授权。第一（50）和第二（51）通信单元在调谐到适当频率时，开始在各自频率上交换通信信号。

在交换期间，第二通信单元（51）移出网孔23并进入网孔24。通信单元（51）的移动是由通信单元（51）执行的对周围网孔（22-27）的控制传输的信号强度测量而探测的，并经BS（18）传送至BSC（15）。

在确定需要进行过区切换时，呼叫控制器（BSC15）命令通信单元（15）切换到在同一个或另一个信道（f3）的切换目标网孔（24）。呼叫控制器（BSC15）还命令矩阵接线器（34）断开终端p+3和p+2之间的信号路径，并在终端p+3和p+1之间重建一条信号路径。

作为进一步的例子，继续上例，第二通信单元（51）可以继续经过网孔24移动并进入网孔25。如上述，这样的移动是由通信单元（51）执行的信号强度测量而探测的并传送到服务的BSC（15）。

这时BSC（15）确定到网孔25的过区切换是恰当的。在最佳实施例中，接线器（34）的识别确定从孔24到网孔25的过区切换是通过参照BSC（15）内的配置装置（36）确定的。

在参照配置装置（36）时，呼叫控制器（BSC15）确定BSC（15）内的矩阵接线器（34）是跨过两个服务覆盖区域（24和25）的最低层矩阵接线器。当达到这一确定时，BSC（15）内的控制器（35）命令在BS18内的接线器（34）在终端p+3和1之间建立一条电路路径。控制器（35）还命令在BSC15内的矩阵接线器（34）在p+2和p+1间构成一条路径。最后一步，控制器（35）命令在BS19内的矩阵接线器在终端1和p+3之间设置构成一条路径。

如果通信单元（51）继续移动进入由另一个BSC（16，图1）服务的另一服务覆盖区域，则过程将继续。通信单元（51）将再次测量信号值，作为探测一个过区切换目标的方法。服务BSC（15）将参照配置装置（36）识别服务于这两个服务覆盖区域的最低层信号分布点（代码转换器（12））。在确定BSC（15和16）之间的最低层分支点时，服务BSC（15）将向代码转换器（12）传送一个过区切换请求。

在收到过区切换请求时，MSC（10）将向代码转换器（12）（未示出）内的接线器（34）和目标基站（未示出）的BSC（16）传输路由选择请求。过区切换的目标BSC（16）又向BSC（16）的接线器（34）（未示出）和过区切换目标BS（未示出）传输路由选择指令。

在每个信号分支点都包括一个接线器提供在最低层进行信号过区切换的好处，这种情形涉及最少的控制器，其中呼叫控制器既是服务网孔又是目标网孔的BS。通过允许中继使用（trunked    use）互连线，（这些互连线否则将是专用于较不灵活的、特定的功能），在每个信号分支点使用接线器可允许更大的中继效率。

Claims (10)

1、一种在蜂窝通信系统中执行过区切换的方法，这样的方法包括步骤有：在跨接至少两个网孔的信号路径的每点提供一个接线器；确定一个通信单元从一个服务网孔到一个目标网孔的过区切换被指出；识别跨接服务和目标网孔的、到服务网孔的信号路径中的一个接线器；以及经过接线器进行过区切换。

2、根据权利要求1的方法，还包括测量信号质量因素并至少是部分在测量值的基础上确定指明的过区切换需要和指明的目标。

3、根据权利要求2的方法，还包括将测量值传送到服务网孔的呼叫控制器。

4、根据权利3的方法，还包括由呼叫控制器在确定指明的目标和服务网孔的基础上识别一个跨接点。

5、根据权利要求4的方法，还包括参照一个查找表以在识别目标网孔和服务网孔的基础上识别跨接点。

6、根据权利要求2的方法，还包括由通信单元测量周围网孔的信号质量因素。

7、根据权利要求2的方法，还包括由服务网孔周围的网孔测量通信单元的信号质量因素。

8、一种在蜂窝通信系统中执行过区切换的方法，这样的方法包括步骤有：在服务于至少两个服务覆盖区域的每个信号分布点提供一个接线器;确定一个通信事务从服务网孔到目标网孔的过区切换已被指明;识别服务和目标网孔的一个公用接线器;向公用接线器传输一个过区切换请求;以及经过公用接线器过区切换通信事务。

9、根据权利要求8的方法，还包括定义一个具有至少两个网孔的基站作为一个信号分布点。

10、根据权利要求8的方法，还包括定义一个代码转换器作为一个信号分布点，用于转换来自至少两基站系统的信号。

Images