CN1135000C - 移动通信系统,网络和移动站 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是为了在移动通信系统中进行信道切换所需的控制时间。本发明有多个覆盖服务区域的基站，和多个用来通过无线电信道与基站进行通信的移动站。其特征在于：当移动站进行切换步骤时，基站通知移动站关于多个候选信道，因此改进了传统系统中的进行切换步骤时只有一个候选者的缺点。当信道切换步骤失败时，本发明可以以高的速度将信道改变到下一个候选信道。

Description

移动通信系统，网络和移动站

本发明涉及一种在一个无线电区域进行无线电通信的移动通信系统，网络和移动站。更具体地说，涉及一种能以高速切换一个无线电区域或信道的移动通信系统，网络和移动站。

一般地说，在一个无线电系统中，当移动站切换无线电区域时，一个基站选择单个无线电区域和单个无线电信道并将所选择的无线电区域和信道通知给移动站。此后，移动站将信道切换到被通告的无线电信道。

顺便说一下，在无线电信道的切换控制步骤中，由于干扰等原因，有时不可能实行对被通告的无线电信道的切换。在这种情形下，移动站就需要从同一基站再一次接收一个候选无线电区域和候选无线电信道。这就是说，每当无线电区域的切换步骤失败时，移动站必须再一次从基站接收另一个候选者的通告，直到切换步骤被成功实行为止。由于这些理由，在传统移动通信系统中有时会使切换步骤延迟。

此外，在一个现时已在日本提供商业服务的PDC(个人数字蜂窝通信)型移动通信系统中，一个基站周期地通告一个移动站关于周围区域的一个公共控制信道的代表信道。移动站在接收到通告之后，就首先将信道切换到切换目标区域的代表信道，然后，移动站通过代表信道获得有关在切换目标区域可用的信道的信息。此后，移动站在目标区域内切换信道。

如上所述，在PDC型公共控制信道中，移动站必须实行两次信道切换步骤；首先是进行对代表信道的信道切换，以使得无线电区域切换可通过代表信道进行，而第二步是在切换目标无线电区域内进行信道切换。因此，在传统的移动通信系统中，为进行包括有关无线电区域切换步骤的信道切换步骤和在该无线电区域内进行信道切换需要一个较长的时间。另一方面，可采用另一个方法，即，基站通知移动站关于周围区域的所有信道而移动站从所有被通告的信道中选择一个特定的信道，使得移动站能够直接将信道切换到所选择的信道。然而，这并不是最好的，因为当基站通知移动站周围区域的所有信道时，也增加了从基站到移动站的下行信道的通信量。

因此，本发明的目的是为了提供一种能够减少在移动通信系统中实行信道切换步骤所需时间的移动通信系统，网络和移动站。

为了达到此目的，本发明的在一个具有多个无线电区域的网络和一个移动站之间进行无线电通信的移动通信系统中，其中，

所述的网络包括：

确定装置，用来确定用于切换的至少一个候选无线电区域和至少一个候选信道(除了候选无线电区域和候选信道的数目均为一个的情形)；和

通告装置，用来通知移动站关于由确定装置确定的信息；

所述移动站包括：

信息接收装置，用来以在网络中的通告装置接收信息，

指定装置，用来根据由信息接收装置接收的信息指定单个无线电区域和该区域的单个信道。

传统的移动通信系统中，当移动站改变其接入区域时，基站通知移动站关于一个候选无线电区域的一个信道。在信道切换步骤由于干扰等原因而失败时，移动站再次从基站接收一个新的候选无线电区域和信道的通知。此后，移动站再进行一次信道切换步骤。另一方面，根据本发明的移动通信系统，移动站从网络接收关于多个候选无线电区域和信道的信息。于是，如果信道切换步骤失败时，移动站可以立即尝试对已被基站通知的每候选无线电区域和信道进行信道切换步骤。

也就是说，本发明的移动通信系统，即使第一次的信道切换步骤失败时，也并不要求再次从基站接收有关一个新候选无线电区域和一个信道等的信息。这使本发明的移动通信系统有可能以比传统移动通信系统高的速度对一个无线电区域和信道进行切换步骤。

最好在本发明的移动通信系统中，移动站包括一个区域选择装置，用来从所有的无线电区域选择一个候选无线电区域，和一个候选区域通知装置，用来通知网络关于由区域选择装置所选择的候选无线电区域。

在传统的移动通信系统中，为了切换到一个新的信道必须进行两次信道切换步骤。这就是说，移动站通常从基站接收一个切换目标区域的代表信道。据此，移动站将信道切换到该被接收的代表信道。然后，移动站必须进行该切换步骤以将信道切换到被指定以该代表信道的无线电区域内的某个信道。

根据本发明的移动通信系统，移动站通知为了关于所选择的无线电区域。因此，移动站接收一个允许将一个信道切换到所选择的无线电区域等的答复。于是，移动站可通过只进行一次信道切换完成无线电信道切换。这就是说，因为信道切换步骤是在切换目标无线电区域被指定和一个切换目标信道在该目标区域内被指定之后开始的，所以可通过只进行一次信道切换步骤即可以切换信道。由于上述特点，本发明的移动通信系统可以一个比传统移动通信系统高的速度来对一个通信信道进行切换步骤。

图1是一个本发明的第一实施例的移动通信系统的构成的方框图；

图2是一个图1的基站12(或14)的构成的方框图；

图3是一个图1的移动站24的构成方框图；

图4是在图1的移动站24和基站12，14之间的通信顺序的顺序图；

图5是一个图4的信道信息请求信号50和信道信息信号60的格式的示意图；

图6是本发明的第二实施例的移动通信系统的构成的方框图；

图7是图6的基站101(102或103)的构成的方框图；

图8是图6的移动站的构成的方框图；

图9是当无线电区域被切换到另一个无线电区域时在移动站109和基站101到103之间的通信顺序的顺序图；

图10是一个图9的信道信息请求信号500的格式的示意图；

图11是一个图9的信道信息信号600的格式的示意图；

图12是一个本发明的第三实施例的移动通信系统的基站的构成的示意图；

图13是一个本发明的第三实施例的移动通信系统中的信道切换步骤的顺序图；

图14是一个区域/信道信息请求信号的格式的示意图；和

图15是一个区域/信道信息信号格式的示意图。

为了更易于理解本发明，现参考本发明的附图描述本发明的几个最佳实施例。然而，应该指出，这些实施例并不打算排他或将本发明限制于所描述的具体的形式，这些实施例被选择用来解释本发明的原理，因此在不脱离本发明的范围内可适当改变。

图1是本发明的移动通信系统构成的一个例子的方框图。在图1中，网络10包括一个基站12，另一个基站14，一个基站控制器16，和一个控制线18。基站12的无线电区域20相邻于基站14的无线电区域22。

基站控制器16通过控制线18控制基站14。移动站24正在接入无线电区域20和通过无线电信道26与基站12进行通信。此外，在图1中，参考数字28表示基站14的所有无线电通信信道的一个代表信道，而参考数字29表示基站14的一组无线电通信信道。

图2是图1的基站12(或14)的基站的构成的方框图。在图2中，信息单元30存储有关移动站和基站的信息。控制器32根据存储在存储器单元30的信息建立要向移动站通知的信号消息。控制器32测定在其本区域中可用的每个通信信道的利用因子并通过控制线18通知基站控制器关于测定的结果。基站控制器16管理所通知的利用因子。通信设备34产生一个与移动站进行通信的信号。调制器和解调器装置36解调由通信设备34产生的信号并将其发送到移动站。此外，装置36解调由移动站接收的信号。

图3是图1的移动站24的构成的方框图。在图3中，信息存储单元38存储有关移动站和基站的信息。控制器40根据存储在存储单元38中信息建立要向基站通知的信号消息。通信装置42产生一个用来与基站通信的信号。调制器和解调器装置46调制由通信装置42产生的信号并将其发送到基站。此外，装置46解调来自基站的信号。

图4是一个在移动站24和基站12之间的通信顺序的顺序图。

移动站24，它与基站12进行通信，首先测定周围区域可用的代表通信信道的信号电平，以便离开当前区域接入一个新区域(S20)。于是，移动站24根据选择一个具有最高信号电平的区域作为切换候选者(S22)。一旦接收到信道信息请求信号50，基站12询问基站控制器16关于在所指定的切换候选区域可用的所有通信信道的利用因子。基站控制器16通过控制线18通知基站12关于所有在指定切换候选区域中可用的通信信道的利用因子。然后，基站12利用信道信息信号60通知移动站24关于所选择的通信信道的号码(S20)。

图5示出了信道信息请求信号和信道信息信号的格式。信道信息请求信号50包括指示一个消息类型的“消息类型52”，指示移动站的本身号码的“移动站号码54”，和指示切换候选区域的号码的“区域号码56”。另一方面，信道信息信号60包括“消息类型62”，“指示信号目的地的移动站号码64”，和指示在切换候选区域中的通信信道的号码的“信道号码66”。

一旦接收到信道信息信号60，移动站24从被在信道信息信号60中信道号码66所指定的所有通信信道中选择一个通信信道(S30)。例如，一个通信信道可能利用随机号码来选择，或通过利用移动站号码和通信信道号码的数字计算来选择。然后，移动站2将信道切换到所选择的信道上(S32)。因此，移动站24将一个通信信道切换完成信号发送到覆盖该切换目标区域的基站14。这样一来，通信信道的切换步骤就告完成。

除了用来选择图4的通信信道的步骤(S26)以外，基站12也可以通知移动站24关于在所指定的切换候选区域中可用的所有通信信道的号码。这可减少任何由通信信道切换步骤带来的基站12的负荷。

在用来选择图4所示的通信信道的步骤(S26)中，基站12也可以选择较低的利用因子的通信信道的一个预定号码。此时，移动站24能够精确地选择那些利用因子比较低的通信信道。

因为根据本实施例通信信道可用单个切换步骤完成切换，所有可以用比传统移动通信系统高的速度完成通信信道或频道的切换。此外，因为基站12只发送切换通信信道信息而不是发送有关所有周围区域的信息，所以减少在下行通信信道中过重的通信量。而且，因为基站12只在当其从移动站24接收到信道信息请求信号时才发送一个信道信息信号，所以与周围区域的信息是周期地发送的传统的方法相比较，给基站12的负荷和在下行通信信道中的大通信量可以被减少。

图6示出了本发明的第二实施例的一个系统的构成的示意图。在图6中，基站101，102，和103彼此相邻。基站控制器104控制基站101，102和103。基站控制器和基站101，102和103通过控制线105互相发送和接收控制信号。基站101，102和103分别覆盖无线电区域106，107和108。一个移动站109当前正在接入无线电区域106并通过无线电信道110与基站101进行通信。参考数字111代表基站102的一组无线电信道，而参考数字112代表一组基站103的无线电信道。

图7是一个图6的基站101(102，或103)的构成的方框图，一个信息存储单元201存储有关移动站和基站的信息。一个控制器202根据存储在存储器单元201中的信息建立要向移动站通告的信号消息。通信装置20产生一个要被发送到移动站的信号。调制器和解调器装置204调制来自通信装置203的信号，并通过无线电信道将其发送到移动站。此外，装置203解调来自移动站的信号。

图8是一个图6的基站109的构成的方框图。一个信息存储单元301存储有关移动站和基站的信息。一个控制器302根据存储在存储器单元301中的信息建立要向移动站通告的信号消息。通信装置303产生一个要被发送到移动站的信号。调制器和解调器装置304调制来自通信装置303的信号，并通过无线电信道将其发送到移动站。此外，装置303解调来自移动站的信号。

图9是当移动站109切换到无线电区域时，一个在移动站109和基站101，102和103之间的通信顺序的顺序图。移动站109测定在周围区域中可用的代表通信信道的信号电平，以便离开当前区域而接入一个新区域(S120)。于是，移动站109选择一个具有比较高的代表无线电信道的区域作为切换的候选者(S122)。因此，移动站109发送一个包括所选的候选区域的无线电区号的信道信息请求信号给移动站109正在进行通信的基站101(S124)。

图10示出了一个信道信息请求信号500，该信号500包括“消息类型501”，作为发射机的“移动站号502”和指示切换候选区号的“无线电区域号码503”。在多个候选区域中可用的该无线电区域号以接收信号电平高低的次序被存储。

基站101从由所接收的信道信息请求信号所指定的所有无线电区域中选择具有较高接收信号电平的一个预定号码的无线电区域。于是，基站101给每个所选择的无线电区域选择单个无线电信道(图9的S126)。因此，基站101产生一个包括“无线电区号”和“无线电信道号”的信道信息信号600并将其予以发送(S128)。

图11示出了信道信息信号600的格式。信道信息信号600包括“消息类型504”，作为接收机的“移动站号505”，和“候选无线电区号和无线电信道号506”(由每个无线电区域中的基站指定)。无线电区号和无线电信道号506以在移动站109中的接收信号电平的高低次序被存储。

移动站109从所有被信道信息信号600指定的候选无线电区域中选择在第一无线电区域中可用的无线电信道，并尝试与所选的无线电信道进行连接(图9的S132)。当尝试失败时，该移动站109尝试与由信道信息信号600所指定的下一个无线电区域的无线电信道(S134)。该移动站109继续其连接尝试，直到连接获得成功。当连接成功之后，移动站109向覆盖候选区域的基站103发出切换完成信号70，从而完成无线电信道连接(S136)。

根据该实施例，即使连接尝试失败，移动站仍无需从基站再去接收有关附加的切换目标无线电信道的信息。于是，无线电信道可以以高速切换。

一旦接收到信道信息请求信号，基站101可给每个无线电区域选择多个无线电信道，并通知移动站关于所选的无线电信道。在这种情况下，移动站可从大量无线电信道中确定有关要被连接的无线电信道。

在上述实施例中，移动站测定周围信号电平并通知网络测定的结果。另一个有利的方法是，给网络配备以有关用来监视移动站的接收机，从而使网络能够通过测定移动站周围区域的状态来选择有关适当的无线电区域。在上述实施例中，一旦接收到信道信息请求信号，基站产生一个信道信息信号，并选择一个无线电信道。此时，基站控制器可实行相同的步骤。

图12是本发明的第三实施例的无线电移动通信系统中的基站的构成的方框图。在图12的基站700中，信息存储单元701存储有关移动站和基站的信息。控制器702控制整个基站700的操作。控制器702包括有关确定装置702C和通知装置702b。当移动站进行信道切换步骤时，确定装置通知装置702a确定多个候选无线电区域和信道。而且，确定装置702a使信息存储单元701存储有关由装置702a确定的候选无线电区的信道。通知装置702b则接入关于存储在信息存储单元中的候选无线电区和信道的信息并将该信息送到通信装置703。

通信装置703将从通知装置702b中接收的信息转换成有关要被送到移动站的信号。调制和解调装置704调制从通信装置703接收的信号并将其被调制的信号通过无线电信道发送到移动站。此外，调制和解调装置704解调来自移动站的信号。通信装置705通过一条控制线与其他基站进行通信。定时器70由控制器702控制并测定在信道切换步骤中的保留信道的时间。

图13是个显示本发明的无线电移动通信系统中的信道切换步骤的顺序图。就是说，图13是有关显示当移动站700将无线电区域从由基站1覆盖的无线电区域到由基站2或3所覆盖的无线电区域时一个通信顺序的顺序图。

首先，当移动站700区接入另一个无线电区域时，它给多个周围无线电区域测定每个代表无线电信道的接收信号电平(S720)。然后，移动站700选择具有一个其信号电平高的代表性无线电信道的多个无线电区域作为候选区域(S720)。应该指出，这里选择了多个候选无线电区域。接着，移动站700发送一个包括所选择的候选无线电区号的信道信息请求信号给正在与移动站700进行通信的接着1(S722)。

图14示出了一个区域/信道信息信号800的格式。该信号800的包括“消息类型801”，“移动站号802(发射机)”，“诸区号803”，“区号804...805”应该指出，诸区号803是指候选无线电区域号码，即，从区号804到805示出的诸区号。

在图13中，在接着1中的确定装置702a从由接收的信道信息请求信号指定的所有无线电区域中选择一个其接收信号电平高的一个预定的无线电区号(S724)。这里，确定装置702a可优先选择那些信道利用因子低的无线电区域。此外，基站1的通知装置702b发送信道选择命令给覆盖由确定装置702a选择的无线电区域的基站2和3(S726，S728)。一旦接收到信道选择命令，基站2和3选择多个候选信道(S730，S32)并同时让定时器706起动，这样，被选择的信道被保留一个预定的时间(S750，S752)。这使得有可能禁止其他移动站使用保留状态的信道。然后，基站2和3给基站1发送包括有关所选择的信道的信息的信道信息信号(S734，S736)。

基站1根据接收到的信道信息信号确定候选区域/信道的优先权次序(S738)。然后，基站1向移动站700发送一个关于已被确定优先权级的所选择的候选区域/信道的信息信号(S740)。

图15示出了一个区域/信道信息信号900的格式。该信号900包括“消息类型901”，“移动站号902”，“诸区域号903”，“区号904，908和909”，和“信道号906，907，910和911”。这里应该指出的是，诸区号903是指指示候选无线电区区域的号码。也就是说，用这种格式可包括多个候选无线电区域。此外，每个无线电号码包括多个信道号码。也应该指出，信道号是指被指定给每个无线电区域的“信道号”的号码。这里，各个无线电区号安照其接收信号电平高低或信道利用因子的小大的次序予以存储。

移动站700选择第一候选无线电区域和由信息信号指定的第一候选无线电信道(S740)。于是，移动站700尝试给所选择的无线电区域连接一个无线电信道(S742)。如果尝试失败的话，移动站700尝试向下一个由信息信号指定的候选无线电区域和无线电信道(S740)。移动站700继续依次对其他无线电区域和信道作连接尝试直到连接获得成功为止。当连接获得成功之后，也就是说，当基站3收到区域/信道切换信号之后，基站3停止由定时器706控制，同时，基站3向移动站700发送区域/信道切换接收信号(S748)。至此，无线电区域/信道切换步骤即告完成。

在上述实施例中，采用定时器706来保留控制多个无线电区域和信道。然而，应该指出，本发明并不局限于此。例如，也可以设计成：在根据信道选择命令多个基站保留某个信道的情形下，当基站接收到一个取消保留已经成功实现了信道切换步骤的特定的其他基站的信号时，这些基站取消保留该信道。

根据该实施例，基站通知移动站关于多个候选无线电区域和信道。根据此通知，移动站实行一个信道切换步骤。当信道切换步骤失败时，移动站从那些已通知的无线电和信道中再对其他的无线电区域和信道进行信道切换步骤。也就是说，即使第一候选的无线电信道的连接步骤失败，移动站并不要求再从基站接收其他候选无线电信道的信息，因为从第二候选者以后的无线电区域和信道已经被定时器保留。因此，本发明的移动通信系统可以相当比较高的速度实行无线电区域和信道的切换。

Claims (23)

1.一种在一个具有多个无线电区域和一个移动站的网络之间进行无线电通信的移动通信系统，其中

所述网络包括：

确定装置，用来确定至少一个候选无线电区域和多个候选信道用于切换，所述多个候选信道中的每个属于所述至少一个候选无线电区域中的一个；和

通知装置，用来通知所述移动站关于由所述确定装置确定的信息；

所述移动站包括：

信息接收装置，用来从在所述网络的所述通知装置接收信息；和

指定装置，用来根据由所述信息接收装置接收的信息指定一个无线电区域和一个用于该无线电区域的信道。

2.一个如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述确定装置确定多个用于每个无线电区域的候选信道。

3.一个如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述的确定装置确定在每个无线电区域中的所有信道为候选信道。

4.一个如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述确定装置确定在每个无线电区域中的一些信道为候选信道。

5.一个如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述的确定装置确定多个候选无线电区域。

6.一个如权利要求1所述移动通信系统。其中所述确定装置确定所有的无线电区域为候选区域。

7.一个如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述确定装置从所有所述无线电区域中确定一些无线电区域为候选区域。

8.一个如权利要求1所述的移动通信系统，其中所述移动站包括：

区域选择装置，用来从所有所述无线电区域中选择一个候选无线电区域；和

候选区域通知装置，用来通知所述网络关于由所述区域选择装置所选定的候选无线电区域。

9.一个如权利要求1或8所述的移动通信系统，其中当一个信道切换步骤失败时，所述移动站给所述多个由所述网络通知的候选无线电区域和信道中的除了信道切换步骤失败的信道以外的任何一个实行切换步骤。

10.一个如权利要求9所述的移动通信系统，其中所述在所述网络内的通知装置根据优先权次序归类所述候选无线电区域并以此次序通知所述候选无线电区域的所述移动站。

11.一个如权利要求1或8所述的移动通信系统，其中所述在所述网络内的通知装置根据优先权次序归类所述候选无线电区域并以此次序通知所述候选无线电区域的所述移动站。

12.一个如权利要求11所述的移动通信系统，其中所述在网络中的通知装置给每个无线电区域用高的接收信号电平作为确定优先权次序的准则。

13.一个如权利要求11所述的移动通信系统，其中所述在网络中的通知装置给每个无线电区域用信道利用因子作为确定优先权次序的准则。

14.一个具有多个无线电区域和能够与一个移动站进行无线电通信的网络，所述网络包括：

确定装置，用来确定至少一个候选无线电区域和多个候选信道进行切换，所述多个候选信道中的每个属于所述至少一个候选无线电区域中的一个；和

通知装置，用来通知所述移动站关于由所述确定装置确定的信息。

15.一个如权利要求14所述的网络，其中所述确定装置确定多个无线电区域并也给每个所述无线电区域确定多个候选信道。

16.一种如权利要求14所述的网络，其中所述确定装置确定候选无线电区域并也为多个候选无线电区域的每个确定多个候选信道。

17.一种如权利要求14所述的网络，其中所述确定装置确定多个候选无线电区域并也为所述多个候选无线电区域中的每个区确定一些信道。

18.一个如权利要求13所述的网络，其中所述在网络中的通知装置以优先权的次序归类所述候选无线电区域并以该次序将所述候选无线电区域通知给所述移动站。

19.一种如权利要求18所述的网络，其中所述在所述网络中的通知装置以每个无线电区域的接收信号电平的高低作为确定优先权次序的准则。

20.一种权利要求18所述的网络，其中所述通知装置以每个无线电区域的信道利用因子作为确定优先权次序的准则。

21.具有多个无线电区域并能够与一个移动站进行通信的网络，所述网络包括：

确定装置，用来确定多个候选无线电区域；和

通知装置，用来通知所述移动站关于由所述确定装置确定的信息。

22.一种如权利要求21所述的网络，其中所述通知装置将所有由所述确定装置确定的所述多个候选无线电区域通知给所述移动站。

23.一种如权利要求21所述的网络，其中所述通知装置将由所述确定装置所确定的所有多个候选无线电区域中一些无线电区域通知给所述移动站。

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