CN1094299C - 在通信期间为客户单元提供相邻小区信息的方法 - Google Patents

Abstract

一个无线通信系统的客户切换到新的服务站点以后，在正在进行的通信过程的诸间歇期间获知新的相邻小区信息。在一个实施例中，新的服务站点在通信活动的诸间歇期间，以未经请求的方式在通信信道上播发相邻小区列表信息。在一个可替代的实施例中，该客户在通信活动的间歇期间首先向服务站点发出对相邻小区列表信息的请求。该服务站点通过在通信活动的一个或多个间歇期间在通信信道上发出相邻小区列表信息来作出响应。

Description

在通信期间为客户 单元提供相邻小区信息的方法

本发明一般涉及无线通信系统，特别是涉及通信过程期间对邻区列表信息的管理。

在双向无线通信系统中通常采用地理上散布的收发信机站点，来支持工作于广阔覆盖区域上的诸客户。通常情况下，把这些站点布置成每个站点为某一特定地理区域提供覆盖，这些地理区域间会有一些重叠。客户通过一个本文称之为服务站点(server site)的特定的收发信机站点与无线通信系统打交道。当某一客户从一个位置走到另一个位置的时候，为了保持高质量的通信链接，从一个站点向另一个站点(例如相邻站点)进行切换服务站点的操作也许是好办法。在正在进行的通信过程期间变换服务站点的过程在技术上通常被称为越区切换(hand-off或hand-over)。越区切换决策过程通常涉及判定由客户从它的服务站点接收的信号的质量(或者反之亦然)，以及可能处在该客户的通信范围内的其它潜在的服务站点的可用性和适用性。可能利用该服务站点所收集的信息、该客户所收集的信息或者两者的组合来作出越区切换决定。

在一个采用过去技术的例子中，客户保存一张相邻站点所使用的控制频率的列表，并且监视从这些站点发出的信号的信号质量和/或其它通信参数。然后采用由该客户收集的信息来选择适宜的越区切换服务站点。本文把代表诸相邻站点的频率的列表称为监视列表(monitor list)。该监视列表可以被预编程到客户中或者从系统下载。由Comroe等人于1993年11月9日发表的申请号为5,260,943的美国专利“利用时间差的TDM越区切换技术”一文中描述了现有技术的越区切换过程，在此引用其全部内容供参考。这里，客户从一个它正在满意地与之通信的站点接收监视列表。采用这个监视列表来确定潜在的服务站点，以供需要越区切换时使用。

当某一客户正在进行的通信过程，并完成越区切换过程，从而切换到一个新的服务站点时，可能会出现一个问题。潜在地，监视列表可能会是过时的，这样，客户就不能变换到一个不出现在该列表上的恰当的服务站点。例如，就拿一个由于来自诸如一部正在通过的车辆或者来自一座建筑物或桥梁的临时射频(RF)干扰或屏障而实施越区切换的客户来说。直到修改了监视列表，该客户可能才能恢复为以前正在提供诸系统服务的旧有的服务站点，这是因为旧有的服务站点不出现在它的监视列表中。这种情况是在一些采用过去技术的系统中通常会遇到的问题。时常优先采用可用通信资源以维持正在进行的通信过程不致中断。因此，该系统可能不能以定时的方式提供一个新的监视列表。当该客户忙于与几个其它客户进行一组调度呼叫(dispatch call)，并且需要更多的协调以提供新的监视列表信息而避免丢失任何正在进行的通信的信息时，这个问题变得更加突出。

希望提供这样一种系统，在该系统中，在参与正在进行的通信过程的同时，把足够的监视列表信息提供给一个客户，以确定潜在的服务站点。最好用对正在进行的通信过程影响最小的方式来提供该信息。

图1表示根据本发明工作的无线通信系统。

图2是一张根据本发明的客户单元的方框图。

图3是根据本发明的时分复用协议帧的方框表示。

图4是根据本发明表示一条业务信道上的通信活动的时序图。

图5根据本发明图解表示了对于一个沿着两个站点之间的道路行进的客户单元而言的那些潜在的服务站点的选择。

图6是对某一客户单元所使用的步骤的概括，根据本发明，该客户单元使用这些步骤在参与正在进行的通信过程的同时，得到新的邻区列表信息。

图7是对某一客户单元所使用的步骤的概括，根据本发明，该客户单元使用这些步骤向一个客户单元发出新的相邻小区信息。

图8是根据本发明由服务站点所采用的向一个客户单元发出新的相邻小区信息的诸步骤的第二个实施例。

本发明提出了在参与一组调度呼叫的同时，在正在进行的通信过程期间从一个服务站点获知相邻小区信息。特别来讲，一旦在正在进行的通信过程期间改变了服务站点，一个客户单元就在已检测到的通信活动的诸间歇期间从新的服务站点接收新的邻区站点监视列表信息。一般来说，该服务站点借助于该通信单元建立了一条与正在进行的通信过程相连的通信信道。在第一个实施例中，连接该客户单元以后，服务站点在该通信信道上的通信活动的诸间歇期间播发未经请求的相邻小区列表信息。在第二个实施例中，客户单元在通信活动的间歇期间首先向服务站点发出一个对相邻小区列表信息的请求。服务站点通过在通信信道上在通信活动的一个或多个间歇期间发出相邻小区列表信息来作出响应。采用新的相邻小区信息完成随后的对潜在的诸服务站点的监视。

图1表示了按照本发明工作的无线通信系统100的方框图。在该最佳实施例中，通信系统100提出了一种支持电话、调度、数据以及无线网络上的其它通信业务的无线网络基础架构。采用时分复用(TDM)协议在该网络上进行无线通信，下面更详细地描述了这一点。

系统100包括系统控制站点110和客户单元126、136，系统控制站点110与通信小区站点125、135、145相耦连。控制器110包括实现无线通信系统100的管理功能的计算和通信设备。例如，控制器110通过站点125、135、145来管理并协调每个客户单元126、136的通信接入，并且在每个站点分配通信资源。此外，控制器110协调通信系统的各个组成部分和系统100外部的各个实体(未表示)(例如公共交换电话网络以及诸如此类的设备)之间的通信。系统100有着一个包括通常重叠的独立覆盖区域120、130、140(重叠部分没有表示)的覆盖区域。由诸小区站点125、135、145之一来支持每个覆盖区域。诸小区站点125、135、145最好包括一些起基站作用的无线收发信机。诸小区站点125、135、145被布置成在它们各自的覆盖区域内支持客户通信。

客户单元126、136是双向无线设备，例如便携或移动双向无线收发信机，或者其它带有无线通信部分的电子设备。一般来说，客户单元在无线通信系统100内通过一个附属站点工作，该附属站点使用通信资源，例如分配给那个站点使用的诸无线频率。本文把该附属站点称为服务站点或服务小区站点。客户单元时常从第一个站点的覆盖区域转移到第二个站点的覆盖区域。为了保持通信链接，把站点附属性从第一个站点传递给第二个站点。这个过程被称为越区切换(hand-over或hand-off)。1992年10月27日D’Amico等人发表的专利申请号为5,159,593的美国专利“TDMA通信系统的信道获知和越区切换的方法和装置”一文，举例说明了技术上所知道的TDM系统的越区切换协议。通信系统通常是这样构成的：一个站点的覆盖区域与另一个站点的覆盖区域部分重叠。因此，在某一给定位置和时间，可能存在两个或多个能够为该客户单元充当服务站点的站点。一般地说，利用诸如已接收信号强度、信号接收质量、用户偏爱的机制以及其它此类参数等因素被组合在一个算法中，以确定使用哪一个站点。根据本发明，客户单元保存一张列表(本文称之为“监视列表”或“相邻小区列表”)，该列表中包含了监视诸相邻站点以确定潜在的诸服务站点所需的信息。

图2是一张根据本发明的客户单元200的方框图。图1中的客户单元126、136具有类似的结构。控制器201通过执行存储在耦连的存储器210中的那些众所周知的指令为客户单元200提供操作控制。存储器210还存储一张监视列表220，该监视列表包含一组通信信道、频率或其它通信资源，客户单元200为了确定潜在的服务站点监视着这张监视列表。可以把监视列表220预编程到客户单元200中，或者从一个服务站点通过无线传输来下载该列表。

客户单元200通过一个与发射/接收(T/R)开关214相耦连的天线216有选择地接收诸信号。接收时，T/R开关214处于控制器201的控制之下，控制器201控制着天线216与接收机204的耦合。接收机204对接收到的信号进行译码，并且把这些信号提交给控制器201处理。发射机212可操作地连接至控制器201。为了发射操作，T/R开关214被定位，以使发射机212能够通过天线216操作。

客户单元200工作监视诸通信信道的列表，以检测诸相邻站点所发出的信号，即那些处于该客户单元200通信范围内的、除了它的服务站点之外的站点。控制器201从RSSI电路208接收一个已接收信号强度指示(RSSI)信号。RSSI与已接收信号的强度及其噪声特性有关。RSSI电路208使用模/数变换器206把数字RSSI提交给控制器201。控制器201采用RSSI信号确定有关该站点与客户单元200的接近程度的信息。被监视的信道最好对应于诸控制信道，在这些控制信道上发射与该站点的标识和特性有关系的信息。收集到的信息被用来把每个站点按照它的适合性评定为一个潜在的服务站点。客户单元200根据需要采用存储在存储器210中的越区切换算法225，切换诸服务站点。

正如前面所提到的那样，系统采用TDM协议工作。在TDM协议下，通信资源(例如无线载频)被分成多个时间帧，并且这些时间帧被细分为若干时隙。图3表示了双工通信的这种TDM帧的方框表示300。在某一帧中对诸时隙的表示可能根据系统的需要而改变。在这个特定的TDM帧301中，第一个时隙303被表示为控制时隙，在其中传递资源管理信息。在一个典型的实施方案中，在控制时隙303中存在频繁的通信活动。该控制时隙中的信息包括资源分配和管理信息、标识信息等等。其它时隙305、307被指定为发射和接收时隙。在某些实施方案中，诸发射和接收时隙被实施在若干独立的帧中。几个通信单元可以共享一个帧，每个通信单元占用着为其指定的发射或接收操作时隙。采取这种方案，客户单元在它的发射和接收时隙中可以与另一个客户单元或其它消息传播者通信，但是通常在接收和发射操作之间以及在用于监视和其它用途的通信休止的时期内有时间。根据本发明，客户单元使用可用的时间监视诸潜在的服务站点，并且按照需要对它的监视列表进行独立的修改。

在最佳实施例中，在调度呼叫期间，服务站点和客户单元之间的通信发生在控制信道或业务信道上。控制信道被用于诸通信开销(overhead)功能，并且采用上文中描述的一种例如控制时隙的技术来实现该控制信道。业务信道被用于语音或其它数据通信，并且采用一个被指定用于接收和发射操作的时隙来实现该业务信道。当在业务信道上不出现语音或其它数据活动时，业务信道还可以被改变为用来作临时控制信道(TCCH)。图4是一张时序图，它根据本发明表示了信道400上潜在的通信活动的一个例子以及最终的信道命名。在时刻410，信道400作为一条业务信道工作，并且传送语音活动。在时刻415，一个间歇出现在通信活动中，并且该信道改变为TCCH。在时刻420，通信活动恢复，并且在时刻430恢复活动之前，另一个间歇出现在时刻425。在时刻425，信道改变为TCCH。如果该信道作为TCCH工作一个延长的时间周期，那么通常它可用于重新分配。

图5表示了根据本发明的一个带有客户单元510的通信环境500，该客户单元沿着一条往返于两个服务站点520、530之间的通路工作。图6是一些步骤600的总览，根据本发明，客户单元510在正在进行的通信过程期间采用这些步骤来管理相邻小区列表信息。参照图5和图6，步骤610：在位置511处，客户单元510利用第一服务站点520参与正在进行的通信过程。在最佳实施例中，正在进行的通信过程与一组调度呼叫相对应。该组调度呼叫涉及一个由若干通过多个服务站点工作的客户单元组成的通信组。步骤620：在位置512处，客户单元判定第一服务站点不再是支持正在进行的通信过程所需要的或最佳的。例如，从第一服务站点传送来的诸信号的信号强度(用RSSI值表示)可能衰落到某一特定门限之下。在步骤630，该客户单元最好监视诸相邻站点，根据它当前的和可用的相邻小区列表来确定适宜的诸服务站点。在步骤640中，客户单元判定第二站点530适宜作服务站点，并且选择该站点作为它的服务站点。

在步骤650，客户单元通过第二站点530与系统连接，并连续参与正在进行的通信过程。在最佳实施例中，客户单元在控制信道上开始与第二站点530通信，并从第二站点获得信息或业务信道分配。客户单元最好与第二站点530合作，以迅捷的方式建立通信链接，这样，以最小的参与损失维持了正在进行的通信过程。

根据本发明，一旦切换到新的服务站点，在通信过程期间通信活动的间歇中，客户单元从新的服务站点530接收已修改的相邻小区列表信息，这是步骤660。图7是根据第一实施例用来把新的相邻小区列表信息提供给该客户单元的诸步骤的概览。在步骤710，新的服务站点530通过建立一条与正在进行的通信过程相连接的通信信道响应一个客户单元的连接。然后，在步骤720，服务站点530工作，在正在进行的通信过程的诸间歇中自动向客户单元播发主动提供的相邻小区列表信息。例如，当建立了调度呼叫连接时，服务站点530把业务信道连接到调度呼叫，并且在业务信道上发送来自调度呼叫的活动。然后，该服务站点在支持调度呼叫的同时，在非活动周期期间，在业务信道上向客户单元播发相邻小区列表信息。在最佳实施例中，当一个非活动周期存在于业务信道上的时间超过了某一预定持续期门限时，使业务信道起临时控制信道的作用。因此，当播发该相邻小区列表信息时，在临时控制信道上发送这个信息。在语音活动的诸间歇中最好重复地进行广播，以保证该信息被受影响的传递消息者接收到。

图8是一些步骤的概览，在第二实施例中采用这些步骤把修改后的相邻小区列表信息提供给客户单元。在这个实施例中，客户单元向服务站点征求新的相邻小区列表信息。连接到新的服务站点以后，客户单元侦测正在进行的通信中的一个间歇，并且在这个周期内，向服务站点发出对新的相邻小区信息的请求，这是步骤810和820。服务站点接收这个请求，并且作为响应，监视以侦测正在进行的通信中的一个间歇。在步骤830、840中，一旦侦测到一个间歇，服务站点就在这个间歇期间向客户单元发送新的相邻小区信息。对于最佳实施例的诸调度呼叫，当业务信道过渡为起TCCH的作用时，侦测到这个间歇。这样，对相邻小区列表信息的请求和响应发生在同一个TCCH上。

随后采用修改后的相邻小区列表实施对诸潜在的服务站点的诸相邻站点的监视。在位置513处，在与第二站点比较之后，客户单元确定第一站点520是最佳的，并且恢复到第一站点作为它的服务站点。

本发明与过去的技术相比具有明显优点。通过在通信活动的诸间歇期间获得新的相邻小区信息，在相邻小区列表变更期间丢失通信信息的风险减小了。目前正与新的服务站点相邻的前一个服务站点将被反映在修改后的相邻小区列表中。当由于临时的射频(RF)干扰或屏障，例如来自一个正在通过的车辆或者来自一座建筑物或桥梁的干扰或屏障，进行越区切换时，如果需要，客户单元可以很快地恢复回这个以前的服务站点。本发明解决了这个在某些采用过去技术的系统中通常会遇到的问题。

Claims (10)

1.在一个带有正在参与由第一小区站点所支持的调度通信的客户单元的无线通信系统中的一种方法，包括以下步骤：

在客户单元：

确定第一小区站点不再是支持调度通信所需要的；

监视诸相邻小区站点，按照相邻小区列表来选择适于用来支持该调度通信的第二小区站点；

与第二小区站点连接，继续参与调度通信；以及

与第二小区站点连接之后，在调度通信的间歇期间从第二小区站点接收相邻小区列表信息，

整个调度通信过程中检测在业务信道上表示通信非活动的周期的一个间歇。

2.权利要求1的方法还包括以下步骤：

在客户单元：

侦测调度通信的一个间歇；并且在调度通信的这个间歇期间向第二小区站点发出对相邻小区列表信息的请求。

3.权利要求1的方法还包括以下步骤：

在第二小区站点：

侦测调度通信的一个间歇；并且在调度通信的这个间歇期间向客户单元发送相邻小区列表信息。

4.权利要求3的方法，其中：发送步骤包括响应一个从客户单元接收到的请求而发出相邻小区列表信息的步骤。

5.权利要求1的方法还包括下述步骤：在第二小区站点，紧随连接步骤之后，一旦在调度通信中侦测到一个间歇，就自动播发相邻小区列表信息。

6.权利要求5的方法还包括下述步骤：在第二小区站点，发生在连接步骤之后，在调度通信的诸间歇期间周期性地播发相邻小区列表信息。

7.在一个带有收发信机的无线通信系统中，一种方法包括以下步骤：

在收发信机处：

通过第一服务站点参与调度呼叫；

监视诸相邻服务站点，选择第二服务站点作为第一服务站点的适宜的替代者；

经由控制信道连接到第二服务站点，请求对进行中的参与调度呼叫的支持；

在第二服务站点：

把业务信道连接到调度呼叫；

在业务信道上发送来自调度呼叫的活动；以及

在支持调度呼叫的同时，在非活动周期期间，在业务信道上，向收发信机播发相邻小区列表信息；

在第二服务站点，检测出整个调度通信过程中在业务信道上表示非活动周期的一个间歇。

8.权利要求7的方法，其中：播发步骤包括在调度呼叫上的语音活动的诸间歇期间，重复地向收发信机发出相邻小区列表信息。

9.权利要求7的方法还包括以下步骤：

当某一非活动周期存在于业务信道上的时间超过了某一预定持续时间门限时，使该业务信道起临时控制信道的作用；并且

其中：播发步骤包括在临时控制信道上发出相邻小区列表信息的步骤。

10.权利要求7的方法，还包括以下步骤，在收发信机处：

侦测把业务信道作为临时控制信道的操作；并且

在该临时控制信道上向第二服务站点发出一个对相邻小区列表信息的请求。

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