CN1137597C - 移动通信网络及其工作方法 - Google Patents

Abstract

在一个同播载波的覆盖区域(11)内包括一组皮小区(2)或者微小区的一个GSM移动通信网络，被安排成命令一个移动台(4，4′)在一个BCCH频率和可用的相应自由时隙上向皮蜂窝头(1)或者一个基站收发器进行发送，并且被利用来进行干扰测量，以有助于在网络的小区之间的频率分配，或者使所有皮蜂窝头能够对一个移动台进行上行链路测量，以决定进行小区间越区切换的最佳皮小区。这后一个操作模式克服了与在一个同播系统进行越区切换以前、移动台所进行的传统下行链路测量相关的频率不确定性问题。

Description

移动通信网络及其工作方法

技术领域

本发明涉及一个包括一组与一个同播载波相关的小区的移动通信网络(特别地，是，但不仅仅是全球移动通信网络(GSM))，并且本发明还涉及这样一个网络的工作方法。

背景技术

在一个蜂窝移动通信系统中，每一个移动台与一个通常固定基站进行通信。从这个移动台到这个基站的通信称为上行链路，而从基站到移动台的通信被称作下行链路。这个系统的总覆盖区域被分为一些独立的小区，每一个小区被一单个基站所覆盖。这些小区之间的地理位置通常是不同的，除了与相邻小区有部分重叠外。当一个移动台从一个小区的覆盖区域移动到另一个小区的覆盖区域时，这个通信链路将从位于这个移动台和第一小区的基站之间改变到在这个移动台和第二小区的基站之间。这就被称作越区切换。

详细地，某些小区可能完全位于其它较大的小区的覆盖区域内。这些被称作分级的小区，并且一个示例是称作被用于在高业务量的区域提供一个高业务容量的微小区。典型地，微小区小，并且可以在一个有限的区域内实现数目很多的小区。移动到一个微小区的一个移动台将被从提供覆盖的称作宏小区的小区进行越区切换。这释放了在宏小区中的资源，这样，分级小区就提供了一个大的覆盖范围并且具有高业务容量的可能性。

所有基站被一个固定网络所互联。这个固定网络包括通信线路，交换机，与其它通信网络的接口，用于操作这个网络所需要的各种控制器，和基站本身。从一个移动台来的一个呼叫通过这个网络被路由到这个呼叫的目的地。如果这个呼叫是在相同通信系统的两个移动台之间进行的，这个呼叫就通过这个网络被路由到另一个移动台目前所位于的小区中的一个基站。这样，就在这两个向小区提供服务的基站之间，通过这个网络建立了一个连接。替代地，如果这个呼叫是在一个移动台和连接到公众交换电话网络(PSTN)的一个电话之间进行的，这个呼叫就被从提供服务的基站路由到在这个蜂窝移动通信系统和PSTN之间的接口。然后，这个呼叫被PSTN从这个接口路由到这个电话。

一个同播系统是这样一个系统，其中在一个区域内的所有小区在所有的时间内，均使用一个一致的频率发送一个一致的信号。这个广播信号包括控制信息并被用作一个信标来确定相对信号强度。另外，在同播系统内的每一个小区可以发送一第二频率，用来传送业务。每一个小区所使用的这第二频率是不同的，尽管这个第二频率可以被重复使用，如果距离是足够地大以能够减轻干扰。因为在一个呼叫的期间内，一个移动台很可能会停留在同播系统内，并且这个同播载波有效地产生了一单个更大的伞状区域，所以很可能仅需要较少的小区间(在同播小区和外部小区之间的)越区切换。所以，大部分越区切换将是蜂窝内类型(在同播小区之间)。因为仅有一单个伞状小区标识，所以这个移动台不能够识别在这个伞状小区下的更小的目的小区：即，越区切换过程不能获得移动台的帮助，即不能够利用移动台在广播载波之间的变化。不是移动台识别小区，而是小区通过测量相邻上行链路业务的强度来识别目的移动台。与其它小区所进行的测量相比，一个小区的相邻测量的强度越强，所观察的移动台就更有可能越区切换到这个小区。

例如，这些小区可以是微小区或者皮小区。皮小区一般被用于建筑物内部(其中在900MHz或者1800MHz中的无线信号传播通过外部墙或者内部隔断时将被例如金属所严重衰减)，微小区一般用于某些较大一点的区域，例如城市中心。

为了在周围同播小区中测量移动台，这些基站将重新调谐到这些小区中业务载波的频率上。但是，当这些频率被重复使用时，基站将测量所希望移动台和所有在使用相同的业务载波频率的小区中分配了相同的时隙的移动台的一个组合信号电平。这将导致不准确的测量，并且降低越区切换的性能。

发明内容

本发明的一个目的是克服或者减轻这样一个缺点。

更一般地，本发明在一个移动网络中提供了附加的灵活性，并且可以获得更多的关于这个网络状态的信息，这在下面将变得更清楚。

根据本发明的一第一方面，提供了一个移动通信网络，包括一组小区，这组小区具有用于承载信令信息的一个共同同播载波，至少一第一小区与一第一业务载波相关，包括：时钟装置，被安排成产生命令小区内越区切换的一个信号；至少一第一移动台被安排成对接收命令小区内越区切换的信号作出响应，间歇地执行到这个共同同播载波的一个小区内越区切换；以及当这个移动台使用共同同播载波时，对命令小区内越区切换的信号作出响应，用于执行无线环境的测量的装置。

在一个实施方式中，小区内的越区切换是从第一业务载波到共同同播载波。

根据本发明的一个特征，一个时钟装置被安排成产生命令所述小区内越区切换的一个信号，并且所述时钟装置位于这个网络的一个固定部分，并且被安排成向一个或者多个移动台发送所述信号。

在一个实施方式中，作为对所接收信号电平的测量或者从一个移动台来的一个无线信号传输质量测量的一个响应，安排产生命令所述小区内越区切换的一个信号。

根据本发明的另一个特征，一个或者多个基站被安排成测量一个接收信号电平和/或者在共同同播载波上被这个移动台所发送的信号质量，并且作为对这个测量的响应，决定进行一个越区切换。

在一个实施方式中，这个移动通信网络是一个GSM网络。

根据本发明的一第二方面，提供了在包括一组小区的移动通信网络中进行工作的一个基站，这组小区具有用于承载信令信息的一个共同同播载波，至少一第一小区与一第一业务载波相关，这个基站包括：一个时钟装置，被安排成产生命令所述小区内越区切换的一个信号；通过向一个移动台发送命令小区内越区切换的信号，用于命令移动台间歇地执行到这个共同同播载波的一个小区内越区切换的装置；当这个移动台使用共同同播载波时，对命令小区内越区切换的信号作出响应，用于执行无线环境的测量的装置。

根据本发明的第三方面，提供了一种操作包括一组小区的一个移动通信网络的方法，这组小区具有用于承载信令信息的一个共同同播载波，至少一第一小区与一第一业务载波相关，这个方法包括步骤：在时钟装置中产生命令小区内越区切换的一个信号；对接收命令所述小区内越区切换的信号作出响应，间歇地执行一第一移动台到这个共同同播载波的一个小区内越区切换，以及当这个移动台使用共同同播载波时，对命令小区内越区切换的信号作出响应执行无线环境的测量。

附图说明

下面仅参考附图中图1和图2来描述一个优选实施方式，其中：

图1是根据本发明的一个GSM移动通信网络的一个示意图，这个移动通信网络采用了延伸到一组皮小区或者微小区的一个同播BCCH载波；

图2是图1的这个网络中一个基站的一个时隙：频率图。

具体实施方式

参考图1，所显示的GSM网络包括了定义相应的皮小区2的一组皮蜂窝头1，每一个皮小区2表示与每一个皮蜂窝头1相关的一个相应广播载波信号的覆盖区域。与每一个皮蜂窝头1相关的是一个业务载波，每一个业务载波具有至少与其最近的相邻皮小区的频率不同的一个频率。

另一个同播载波被从每一个皮蜂窝头1发送，并且延伸到如在11所显示的上一级皮小区。

上面的皮小区组在这个情形下与从基站收发器8发送的载波所定义的两个宏小区3进行接口通信，并接着又被固定通信链路连接到一个共同基站控制器9，并且由此连接到网络的剩余部分。在一个变形中，皮小区2将是微小区，并且一个伞状小区将覆盖皮小区或者微小区。

在工作中，例如被一个时钟10所产生的并且经过这个固定通信链路被传送的一个控制信号，或者替代地，对检测到在一个预定阈值下的无线信号电平和/或者质量作出响应而产生的一个控制信号，被广播到一个移动台4(如无线信号5所指示的)，并且命令这个移动台执行到一个与这个同播载波相应的上行链路载波频率和时隙的一个小区内越区切换。这样一个信号5也可以被一个皮蜂窝头1′发送到一个移动台4′，如所显示的，频率的改变如箭头7所显示的。

现在，在描述移动台4和4′的响应以前，将参考图2来详细地描述信号5的结构。

图2显示了被一个基站收发器(BTS)8发送到其相关宏小区或者被一个皮蜂窝头1发送到其相关皮小区的各种信号的频率：时隙分布。对一给定小区(宏小区或者皮小区)可用的频率组(或者更准确地，频带)f1到f5将典型地不包括与那些被相邻小区所使用的频率相同的频率，以避免产生干扰。从其它的方面而言，相应宏小区和皮小区的频率：时隙分布是类似的。

这个载波是在与时隙0相应的时隙SL和频率f5，信标频率上被发送的。这个载波包括FCCH，SCH，BCCH，PCH，和AGCH信道，它们向小区内的移动台发送相应类型的控制和信息数据，如GSM规范中所定义的。为了确保大部分功率传送是在信标频率上(使它可以被这个小区内的移动台所识别，以使它们可以访问上述控制和信息数据)，在频率f5上没有被使用的任何时隙被填充了虚拟的突发数据。

上述频率：时隙结构在GSM移动通信网络中是很普通的。现在假定，已经建立了从或者到所感兴趣小区内一个移动台的呼叫。这个移动台将使用在相应皮小区的业务载波频率上的一个时隙TS1来进行通信。这个信号5将通过例如在FACCH(快速相关控制信道)上的时隙SL中的一个控制信道，被传送到移动台。信号5将导致这个移动台改变到BCCH频率上的一个时隙TS2。

已经描述了一个移动台进行小区内越区切换到BCCH载波上一个新的业务信道，所产生的操作现在将被参考图1进行进一步的描述。这有多个选择。

首先，应注意，皮蜂窝头1′前面所使用的、用于将业务传送到其皮小区内移动台的时隙TS1将不再被使用，因为这个功能已经被负责同播传送的无线单元所接管。所以，在这个时隙期间，与这个皮蜂窝头1′相关的收发器(没有显示)可以被重新调谐到另一个频率，并且可以用于进行干扰测量和在这个频率上的移动台信号和/或者质量的测量。例如，可以通过在时隙6期间内，将接收频率从f2改变到f1，来测量在一个时隙TS3内，在相邻皮小区的业务频率f1上进行通信的一个移动台。替代地，这个接收器可以继续在相同的频率f2上进行接收，这样测量在这个移动台不存在时的干扰电平。然后，这个信息可以被传递回一个基站控制器9，然后被传递到用于控制在小区之间或者皮小区之间的频率分配的固定网络的一个合适的部分。与一个宏小区3(或者与一个微小区，没有显示)相关的一个基站收发器8可以进行一个类似的过程。

第二，在同播BCCH的覆盖区域11内的所有皮小区收发器可以被安排成测量从这个移动台来的信号电平，因为它们均具有共同的BCCH载波频率。然后，当这个移动台接近这个皮小区时，这个信息可以被用于选择接收到最大功率和/或者信号质量的相邻皮小区2以进行小区间越区切换。这是一项所希望的措施，因为传统的小区间越区切换的小区选择方法(包括移动台的下行链路测量，选择的结果可以被传送到基站收发器)会对不位于相邻皮小区内的、但是位于在相同频率上进行发送的同播覆盖区域内的两个移动台产生不确定的结果。当移动台在快速移动时，例如在火车上时，也会产生困难。

优选地，在测量后移动台将回到一个业务载波。但是，这个业务载波可以是一个不同的皮小区的业务载波，如果这个测量指出这将产生更好的性能。

根据本发明的一个特征，一个时钟产生这个信号5，例如，这个时钟周期性地促使进行一个新的测量。这个时钟可以被集中地位于网络中并且能够通过这个固定网络分送到合适的皮蜂窝头，以传送到移动台。替代地，对当前无线传输的测量作出响应，可以进行这个过程。当前的传输质量不令人满意并且需要进行一个越区切换来改善质量时，干扰电平和相邻基站的可能发送质量的信息是最重要的。例如，如果一个移动台对当前在提供服务的皮小区来说，其质量水平不令人满意，它可以被命令切换到BCCH载波，在该载波上，所有的皮小区均能够测量从移动台来的信号电平。然后，对这些测量作出响应，可以决定到一给定皮蜂窝头的一个越区切换。优选地，选择从这个移动台接收最强信号电平的皮小区。

这样，对当前发送的信号电平或者质量的一个测量作出响应，可以启动这个测量过程。优选地，当这些电平在一给定阈值以下时，就可以启动这个测量过程。

根据本发明的一个特征，对多个移动台重复这个测量，由此建立网络内移动台分布的信息。

在上述实施方式的一个变化中，当一个移动台发起一个呼叫时，这个移动台被临时分配到同播载波的一个时隙。然后，在这个皮蜂窝头中(或者在与微小区相关的基站收发器中)进行与上面所描述的类似的上行链路测量，并且根据这个测量，一个合适的皮小区或者微小区被分配到这个移动台。在这个实施方式中，这样，小区间越区切换不是从另一个业务载波上，而是从一个不激活的状态开始。

尽管以一个GSM移动蜂窝通信网络为例描述了本发明的一个实施方式，但是应理解，本发明不局限于这样一个网络，它也可以用于其它类型的移动蜂窝网络，例如USA中的NADC网络和日本的PDC网络。

Claims (11)

1.一个移动通信网络，包括一组小区(2)，这组小区具有用于承载信令信息的一个共同同播载波，至少一第一小区与一第一业务载波相关，包括：

时钟装置(10)，被安排成产生命令小区内越区切换的一个信号；

至少一第一移动台(4，4′)被安排成对接收命令小区内越区切换的信号作出响应，间歇地执行到这个共同同播载波的一个小区内越区切换；以及

当这个移动台(4，4′)使用共同同播载波时，对命令小区内越区切换的信号作出响应，用于执行无线环境的测量的装置。

2.如权利要求1的移动通信网络，其中小区内的越区切换是从第一业务载波到共同同播载波。

3.如权利要求1的移动通信网络，其中所述时钟装置(10)位于这个网络的一个固定部分，并且被安排成向一个或者多个移动台发送所述信号。

4.如权利要求1的移动通信网络，其中所述时钟装置操作用来响应对所接收信号电平或者来自移动台的无线传输质量的测量，产生命令所述小区内越区切换的一个信号。

5.如权利要求1的移动通信网络，其中一个或者多个基站(1，1′，8)被安排成测量接收信号电平和/或者这个移动台在共同同播载波上发送的信号的质量。

6.如权利要求1的移动通信网络，还包括作为对这个测量的响应，决定进行一个越区切换的装置。

7.如权利要求1的移动通信网络，其中在不同小区内的基站(1，1′，8)被安排成测量多个移动台在这些上行链路上发送的信号电平和/或者信号质量，并且这个网络被安排成处理这些测量，以确定移动台在这个网络内的分布。

8.如权利要求1的移动通信网络，其中在一个进行了小区内越区切换的小区中的一个基站(1′)被安排成重新调谐，以当业务被共同同播载波处理时在与第一业务载波不同的一个频率上进行接收。

9.如前述权利要求中任何一个的移动通信网络，其中这个移动通信网络是一个GSM网络。

10.在包括一组小区(2)的移动通信网络中进行工作的一个基站(1，1′)，这组小区具有用于承载信令信息的一个共同同播载波，至少一第一小区与一第一业务载波相关，这个基站(1，1′)包括：

一个时钟装置(10)，被安排成产生命令所述小区内越区切换的一个信号；

通过向一个移动台(4，4′)发送命令小区内越区切换的信号，用于命令移动台(4，4′)间歇地执行到这个共同同播载波的一个小区内越区切换的装置；

当这个移动台(4，4′)使用共同同播载波时，对命令小区内越区切换的信号作出响应，用于执行无线环境的测量的装置。

11.一种操作包括一组小区(2)的一个移动通信网络的方法，这组小区(2)具有用于承载信令信息的一个共同同播载波，至少一第一小区与一第一业务载波相关，这个方法包括步骤：

在时钟装置(10)中产生命令小区内越区切换的一个信号；

对接收命令所述小区内越区切换的信号作出响应，间歇地执行一第一移动台(4，4′)到这个共同同播载波的一个小区内越区切换，以及

当这个移动台(4，4′)使用共同同播载波时，对命令小区内越区切换的信号作出响应，执行无线环境的测量。

Images