CN1132472C - 将移动台分配给移动无线网网孔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明用于将移动台分配给移动无线网网孔的方法用于为移动台选定一条信令信道。在无线范围内至少有两种不同的无线接口供使用。为每种无线接口分派一个优先等级，根据此优先等级选定一条至移动台的信令信道。如果多个无线接口都存在有建立连接的最低条件，则依照本发明可考虑由移动无线网经营者确定的无线接口的优先等级。

Description

将移动台分配给移动无线网网孔的方法
本发明涉及一种用于将移动台分配给移动无线网网孔的方法、一种带有至少两种不同的无线接口的基站系统和一种用于带有至少两种不同的无线接口的移动台。其中后者的移动一台具有对两种无线接口分析计算的能力。
移动通信系统可建立至移动用户的通信连接，其中信息通过一无线接口进行传输。如果多个用户在该无线接口的同一载频上由不同的时间位置加以分隔时，则是一个时分多路移动通信系统。时分多路方法也被称做TDMA(时分多址)方法。
例如GSM(全球移动通信系统)移动无线网就是一种公知的移动通信系统。除时分多路外在无线接口上还可以采用其它的用于分隔用户的方法。在GSM移动无线系统中还附加提供频分多路。替代或附加于所述用于用户分隔的方法还可以对每条通信连接采用专用的编码。
在一个移动通信系统，例如GSM移动无线系统典型的应用环境下，在无线接口上传输的信息将受到不同干扰的影响。由一个发送台发送的信息经不同的传播路径到达一个接收台，从而在接收台上经各种不同的传播路径的信号成分叠加在一起。另外遮蔽也将对由发送台至接收台的信息传输造成障碍。尤其在无线接口的工作频段上的干扰源也将对所接收的信号的质量造成不利影响。
出于此原因对无线接口进行不间断的监视，以便选出可保证良好的传输条件的一个基站和该基站工作频段内的一个频率。为此在一移动台与一个或多个基站间要进行有关传输状况的和用于标识待选用的基站和频率的信令传递。通常基站的无线传播范围(网孔)相互重叠，从而实现从一个基站至另一个基站通信连接的转移。另外同样还已知计划在较大的网孔内，例如人口密集中心建立较小的网孔(微型网孔)，以便对移动无线网的容量进行拓展。
另外在欧洲专利说明书EP0589278 A2中还记载了，在一次通信连接的转移过程中基站分配时必须考虑移动台的速度并且对速度快的移动台必须将半径较小的网孔(微型网孔)后于大型网孔或标准网孔加以分配。
另外通常还已知，并列存在有多个移动无线网。这些网确定有不同的无线接口，这些无线接口在相互重叠的无线范围内可同时供使用。例如在德国投入运行的有GSM移动无线网(D1和D2)，以及DCS(数字蜂窝系统)移动无线网Et。
本发明的任务在于提出一种在移动无线网内用于将移动台分配给网孔的方法，该方法可以使网的经营者在相应的无线范围内有各种无线接口供使用时在分配无线技术资源方面具有较大的灵活性。
本任务通过采用本发明的用于将移动台分配给移动无线网网孔的方法、依照本发明的移动无线系统的基站系统和移动台得以解决。
依照本发明提供了一种用于将移动台分配给移动无线网网孔的方法，其中在无线传播范围内有两种不同的无线接口供使用，其中对每个无线接口至少分派一个优先等级，并且为至移动台的信令信道根据优先等级选定一个无线接口。
其中，在分派优先等级时附加考虑网孔不同的延伸，并且对在多个网孔重叠范围内的连接的建立根据优先等级选定一个网孔。
其中，无线接口为工作频段为900MHz的GSM无线接口和工作频段为1800MHz的DCS无线接口。
其中，在分派优先等级时还附加对移动台的速度加以考虑。
其中，在建立连接和/或在网孔间或无线接口间的转移过程中对优先等级加以考虑。
其中，对每个无线接口至少分派两个与移动台有关的优先等级。
其中，可以由操作维护中心对优先等级施加如下影响，对于对移动台起着无线覆盖作用的基站将进行有关不同的无线接口、网孔及速度的优先等级的个别调整。
其中，较小的网孔具有比较大的网孔要高的优先等级。
其中，对于速度高于某设定极限值的移动台较大的网孔具有比较小的网孔要高的优先等级。
依据本发明提供了一种移动无线系统的基站系统，带有至少两种不同的无线接口，带有至少一个对移动台进行无线覆盖的基站，带有一个用于存储为向移动台分派信令信道的、向无线接口分派优先等级的器件，带有一个用于根据优先等级选定一无线接口的控制器件。
其中，一个基站实现两种不同的无线接口。
其中，优先等级还对由基站实现的、不同网孔的延伸加以考虑，并根据优先等级为在多个网孔的重叠范围内的建立连接选定一个网孔。
依据本发明还提供了一种移动无线系统的移动台，带有两个不同的无线接口，带有一个用于存储分派给无线接口的和根据延伸分派给不同类型网孔的优先等级的存储器，带有一个根据优先等级通过选定一个无线接口和一种网孔类型对建立至一基站的连接进行控制的控制装置。
依照本发明的、将移动台分配给移动无线网网孔的方法用于为移动台选择一条信令信道。在无线范围内至少有两个不同的无线接口供使用。对这两种无线接口的每一种分配有一优先等级，根据此优先等级选择一条至移动台的信令信道。如果有多个无线接口都具有建立连接的最低条件，则可以依照本发明可考虑移动无线网经营者确定的无线接口的优先等级。因此可以对诸如网孔的大小、仅适用特定范围的移动台等各个无线接口的特性灵活地加以规划和利用。
根据本发明的进一步设计在此方法中在分派优先等级时还附加考虑到网孔的不同延伸。根据在多个网孔内重叠范围中的优先等级，选用一个网孔建立信令信道。因此也可以由不同的网孔提供不同的无线接口，其中由基站实现尺寸大小不同的网孔，所述网孔在对移动台有效的无线范围内相互重叠。
该措施使移动无线的经营者在网络规划时具有进一步的自由度。也可以在多个移动无线网中，每个移动无线网只有一种无线接口供使用的经营者之间进行优先等级分派协调，其中对一个移动台这样就有了一个具有至少两种无线接口的扩展的移动无线网，对这些接口可进行选择。
就无线接口而言，宜涉及的是一种工作频段为900MHz的GSM-无线接口和一种工作频段为1800MHz的DCS-无线接口。但也可以把其它种的无线接口(例如AMRS(自动信息处理系统)、NMT(北欧移动电话系统)、国际通信卫星-95码分多址或其它的移动无线-无线接口)组合在一起。前两种无线接口是根据GSM技术-指标建立的并就信令而言非常相似。由此导致两种无线接口的基站可以接在一个共用的基站控制器上或者甚至一个基站配备有两种无线接口的收、发装置。在这类移动无线网中，本发明的方法可以实现对各个网孔更为有效的加载。
根据本发明的进一步设计，在分派优先等级时还对移动台的速度加以考虑。某无线接口是否适用于分配信令信道取决于移动台的速度。因此对速度快的移动台不会分配小的网孔或在无线接口上信令较长的网孔，这是因为速度快的移动台在小型的网孔的停留时间很可能是很短暂的。
对一个移动台而言根据有益的设计，分派给每种无线接口至少两个优先等级。这两个优先等级将说明移动台的速度对速度极限值、对无线接口的负载(均匀分配或在低业务量时间有针对性的停机)或对特定移动台组有针对性的分派无线接口及网孔的关系。
在建立连接和/或在网孔或无线接口间转移过程中对信令信道进行选择时将考虑优先等级。在建立连接时已经进行了智能选择并且当传输条件变坏或在移动台移动时将连续地选出最适用的网孔以及无线接口。其中对是否适用不仅要考虑传输状况，而且还要考虑网孔的规划。
宜由操作维护中心对优先等级施加如不影响，对移动台进行无线覆盖的基站分别就不同的无线接口、网孔及速度的优先等级单独进行调整。因此不仅全网的标准值，而且对在必要时会产生特殊要求的每个无线范围的有针对性的协调值都可以预给定。这些优先等级宜随时间变更。这样就会形成一对移动无线网的无线资源的动态分配策略。
本发明提出一种基站，该基站管理两种不同的无线接口，并带有至少两种不同的无线接口的移动无线系统或含有实现本发明方法的各种无线接口的移动无线网提出一种基站系统。其中优先等级存储在一存储器件中。
由于并不是每个基站都需要全网的信息，而优选仅需要自身网孔和相邻网孔的信息。由在其站系统内的及操作维护中心内的维护终端对优先等级进行管理。
优选等级的变化实现了移动无线网内资源分配与各个网孔内的业务负荷或业务要求的灵活的适配，所述业务要求视利用多种无线接口的移动台(双频段移动台)的数量多寡和对各无线接口有别的业务数量将相应变化。
优选通过移动无线网的组成部分实现对无线接口的选择。在GSM-移动无线网中采用这种实现方式不必改变已有标准。因此本发明的实施尤为简单。
另外，也可以由一个通过至少两个不同的无线接口发送和/或接收信息的移动台进行对无线接口及网孔的选择。因此用于分配信令信道的存储和控制装置这时在移动台内。
下面将对照附图所述实施例对本发明做进一步的说明。
图中示出：
图1移动无线网的方框图；
图2一个带有用于两种不同的无线接口的基站的基站系统的方框图；
图3一个带有两个相互重叠的基站系统的移动无线网的方框图；
图4基站控制器的方框图；
图5基站的方框图；
图6移动台的方框图；
图7网孔优先等级清单。
图1的移动无线网例如是一个按照GSM标准的移动无线网，对此参见J比亚拉，“移动无线和智能网”菲韦格出版社，威斯巴登/布伦瑞克，1995，并且由至少一个移动通信交换中心MSC构成，该移动通信交换中心与其它的移动通信交换中心MSC网状连接并建立至固定网PSTN的网络过渡。
另外，所述移动通信交换中心MSC与至少一个基站控制器BSC连接。如图1所示，至少一基站BS与基站控制器连接。在基站BS与移动台MS之间有一无线接口，通过该无线接口传输来自或至移动台MS的用户信号。
另外，为移动无线网配备有一个操作维护中心OMC，该中心与一移动通信交换中心MSC连接并用于监视移动无线网的功率参数及维护和故障检测。同样也可以为移动无线网的分部分例如一基站系统提供独立的操作维护中心。
对图中未示出的作为用户无线网络入口的无线通信系统例如采用如下方案加以实现，设置在外面的基站直接与固定网的交换中心连接并且另一方面通过无线接口将在此情况时不是移动的，而是静止的用户与固定网连接。而且在此时必须为至用户的通信连接分配信令信道。
在下面的说明中对网孔和无线范围的概念定义如下：
一个基站BTS覆盖一个或多个网孔，这些网孔或是全向的或是扇形的并且具有一种或两种无线接口。
一个无线范围是一个可由一个或多个基站BTS覆盖的、因此位于网孔内的地域。当由多个基站BTS覆盖时，一个无线范围系网孔的重叠地域。
图2和3说明一个地理区域，在该地理区域内在一移动无线网中有带有两种不同的无线接口GSM、DCS的网孔UC、NC、MN和PC。
各种网孔类型为大型网孔UC(网孔Z1)、大型网孔UC内的标准网孔NC(Z3、Z7、Z10)、延深较大的网孔UC、NC内的微型网孔MC(Z2、Z4至Z6、Z8、Z9、Z11)或微微型网孔PC(Z12)。
对在网孔Z1至Z12内的移动台MS分别由基站BTS(在图2中仅示出网孔Z7/8和Z9的基站)进行无线覆盖。其中一个基站BTS可以覆盖唯一一个网孔，例如网孔Z1或多个网孔，例如网孔Z7和Z8及一个无线接口GSM(例如在网孔Z1内)或两个无线接口(图中末示出)。
在实施例中的无线接口是一个在900MHz频段内的GSM无线接口GSM和一个在1800MHz频段内的DCS无线接口DCS。除频段外，两种无线接口GSM、DCS的区别还在于用于层2和5的含有系统信息的信令部分。
图2的基站系统示出一基站控制器BSC，该基站控制器与所有网孔Z1至Z12的基站BTS连接。对网孔Z1至Z12的系统登录可以采用本地的维护终端LMT或由操作维护中心OMC进行。
图3的基站系统示出两个基站控制器BSC，这两个控制器通过一共用的移动通信交换中心KSC连接在一起。一部分网孔Z7至Z9和Z12，其基站BTS实现DCS-无线接口DCS，由一基站控制器BSC/DCS控制，同时其余的网孔由第二基站控制器BSC/GSM进行控制。替代此方案，基站控制器BSC/DCS和BSC/GSM也可以与不同的移动通信交换中心MSC连接。
一个移动台MS位于多个网孔Z1、Z7和Z8和不同的无线接口GSM、DCS的无线范围内。随着移动台MS的移动无线范围组态也在不断变化，其中在建立连接和转移过程中将对当时的组态加以考虑。
在对建立连接和转移过程中信令信道TCH的分配进行探讨之前，将借助附图对基站控制器BSC(图4)、基站BTS(图5)和移动台MS(图6)的结构加以说明。其中仅对有关网孔Z1至Z12的优先等级和无线接口GSM、DCS的管理和利用功能加以深入探讨。有关这些装置设计的其它细节，请参见J、比亚拉，“移动无线和智能网”菲韦格出版社，威斯巴登/布伦瑞克，1995。
图4中所示的基站控制器BSC包括一个控制器件SE1和一个存储器件SP1。基站控制器BSC通过一有线或卫星接口Abis与基站连接。在存储器SP1中存储有图7所示的优先等级清单，该优先等级清单可以通过本地维护终端LMT或操作维护中心OMC加以变更。
控制器件SE1与存储器SP1连接并可读出各个优先等级P1、P2至Pn并通过Abis接口告知基站BTS。在存储器SP1内的优先等级清单仅以扼要的方式传递给一个基站BTS。通告的内容是由基站BTS本身实现的网孔(例如网孔Z12)和相邻网孔(例如网孔Z1、Z10和Z11)的优先等级。
图5中所示的相应的基站BTS包括一个控制器件SE2和一个与控制器件SE2连接在一起的存储器SP2。在基站BTS的存储器SP2中存储有所述优先等级清单摘要。控制器件SE2控制优先等级P1、P2至Pn的写入并根据具体的传输状况(接收电平、至基站BTS的距离和接收质量)和优先等级P1、P2至Pn对移动台MS分配信令信道TCH。
通过一根据GSM标准被称作Um接口的无线接口GSM、DCS实现信令和稍后的在通向移动台MS的信令信道TCH上的有效数据传输。传输给移动台MS的信令包括有关相邻基站BTS，尤其是其勤务信道的数据，因而移动台也可以确定至这些基站BTS的传输状况。
对多个基站BTS的传输状况的确定与通信连接最低条件的保持和各个网孔Z1至Z12和无线接口GSM和DCS的优先等级共同构成连接建立和至某基站BTS的连接转移的基础。
如下面所述，由基站BTS做出有关将移动台分配给无线接口GSM、DCS及相应基站BTS的决定。替代此方案还可以在基站控制器BSC中做出决定，因而在此情况时基站BTS不必含有优先等级数据。有关另外的方案请对照图6。
图6中所示的移动台MS是双频段工作台(相应的无线和发/收装置一这些都是宽带的或双份的)并含有一控制装置SE3和一存储器SP3。在存储器SP3内存储有有关移动台MS接收范围内的基站BTS的优先等级P1、P2至Pn。
除基站BTS的其它的组织信息外，这些信息还不间断地被传输给移动台MS。在此情况时，由移动台MS做出有关无线接口GSM、DCS和选出的基站BTS的决定。其中还将考虑有关基站BTS的负荷和传输条件的信息。
在图7中示出如图2所示的基站控制器BSC的存储器SP1中存储的优先等级清单。按照网孔Z1至Z12和无线接口GSM、DCS的顺序分别分配有两个优先等级P1、P2、P3、P10、P12、P14、P15。第一列优先等级涉及的是缓慢的或静止的S移动台MS(例如网孔Z4的P1)和第二例涉及的是快速移动的f移动台MS(例如网孔Z4的P13)。
根据求出的超前时间的变化确定移动台的速度。有关区分快速f和缓慢S移动台MS的进一步细节，请参见欧洲专利说明书EP 0589 278 A2。优先等级P10对于网孔Z7也可以不受移动台MS速度的影响。对于网孔Z1至Z12也可以采取其它的区分方式，例如根据各个网孔或有关提供的特殊服务的通信负荷。
下面将对照图2的基站系统、图4的基站控制器BSC和图5的基站BTS对此时在网孔Z7被无线覆盖的并保持通信连接的移动台MS的转移过程加以说明。该移动台是用于两个无线接口的双频段工作台。
由网孔Z7的基站BTS将相邻网孔Z1、Z8、Z9的勤务信道(BCCH)的频率通知给移动台。由移动台MS确定传输状况并通告给基站BTS。在基站BTS的存储器SP2内另外还存储有相邻网孔Z1、Z8、Z9的优先等级。根据对移动台MS速度的确定得出，该移动台正缓慢地向网孔Z8移动。如果网孔Z8的最低条件得到满足，基站则开始实施向网孔Z8的转移，这是因为该网孔具有较高的优先等级：P1＞P10。
由于网孔Z9也是相邻的，所以网孔Z8的基站BTS的存储器SP2具有优先等级清单的扩展的数据组。假设，这时移动台MS的移动速度加快并脱离网孔Z7，则再次启动转移，确切地说向网孔Z1基站BTS的转移。由于对于速度快的S移动台MS网孔Z9的优先等级P13低于网孔Z1的优先等级P10，故没有选用网孔Z9。
控制维护中心OMC根据通信条件及在基站BTS失效或维护或基站BTS的加入对优先等级清单重新进行编排。具有移动无线网的优先等级P1至Pn的整套优先等级清单中的一部分被传递给基站控制器BSC并且此部分中的一部分又被传递给基站BTS。

Claims (13)

1、用于将移动台(MS)分配给移动无线网网孔(UC、NC、MC、PC)的方法，其中在无线传播范围内有两种不同的无线接口(GSM、DCS)供使用，其中对每个无线接口(GSM、DCS)至少分派一个优先等级(P1、P2……Pn)，并且为至移动台(MS)的信令信道(TCH)根据优先等级(P1、P2……Pn)选定一个无线接口(GSM、DCS)。
2、依照权利要求1所述的方法，其中在分派优先等级(P1、P2……Pn)时附加考虑网孔(UC、NC、MC、PC)不同的延伸，并且对在多个网孔(UC、NC、MC、PC)重叠范围内的连接的建立根据优先等级(P1、P2……Pn)选定一个网孔(UC、NC、MC、PC)。
3、依照权利要求1或2所述的方法，其中无线接口(GSM、DCS)为工作频段为900MHz的GSM无线接口和工作频段为1800MHz的DCS无线接口。
4、依照权利要求1或2所述的方法，其中在分派优先等级(P1、P2……Pn)时还附加对移动台(MS)的速度(S、f)加以考虑。
5、依照权利要求1或2所述的方法，其中在建立连接和/或在网孔(UC、NC、MC、PC)间或无线接口(GSM、DCS)间的转移过程中对优先等级(P1、P2……Pn)加以考虑。
6、依照权利要求1或2所述的方法，其中对每个无线接口至少分派两个与移动台有关的优先等级(P1、P2……Pn)。
7、依照权利要求1或2所述的方法，其中可以由操作维护中心(OMC)对优先等级(P1、P2……Pn)施加如下影响，对于对移动台(MS)起着无线覆盖作用的基站(BTS)将进行有关不同的无线接口(GSM、DCS)、网孔(UC、NC、MC、PC)及速度(s、f)的优先等级(P1、P2……Pn)的个别调整。
8、依照权利要求2所述的方法，其中较小的网孔具有比较大的网孔(UC、NC、MC、PC)要高的优先等级(P1、P2……Pn)。
9、依照权利要求4所述的方法，其中对于速度高于某设定极限值的移动台(MS)较大的网孔(UC、NC、MC)具有比较小的网孔要高的优先等级(P1、P2……Pn)。
10、移动无线系统的基站系统(BSS)，带有至少两种不同的无线接口(GSM、DCS)，带有至少一个对移动台(MS)进行无线覆盖的基站(BTS)，带有一个用于存储为向移动台(MS)分派信令信道(TCH)的、向无线接口(GSM、DCS)分派优先等级(P1、P2……Pn)的器件(SP1)，带有一个用于根据优先等级(P1、P2……Pn)选定一无线接口(GSM、DCS)的控制器件(SE1)。
11、依照权利要求10所述的基站系统(BSS)，其中一个基站(BTS)实现两种不同的无线接口(GSM、DCS)。
12、依照权利要求10或11所述的基站系统(BSS)，其中优先等级(P1、P2……Pn)还对由基站(BTS)实现的、不同的网孔(UC、NC、MC、PC)的延伸加以考虑，并根据优先等级(P1、P2……Pn)为在多个网孔(UC、NC、MC、PC)的重叠范围内的建立连接选定一个网孔(UC、NC、MC、PC)。
13、移动无线系统的移动台(MS)，带有两个不同的无线接口(GSM、DCS)，带有一个用于存储分派给无线接口(GSM、DCS)的和根据延伸分派给不同类型网孔(UC、NC、MC、PC)的优先等级(P1、P2……Pn)的存储器(SP3)，带有一个根据优先等级(P1、P2……Pn)通过选定一个无线接口(GSM、DCS)和一种网孔类型(UC、NC、MC、PC)对建立至一基站(BTS)的连接进行控制的控制装置(SE3)。
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