CN1139287C - 蜂窝电话呼叫越区切换中检测和处理系统和性能变化的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种在用于蜂窝移动远程通信系统的移动台中用来在发生越区切换时检测性能变化的越区切换系统，所述蜂窝移动远程通信系统根据所述移动台的小区位置而通过多个基站蜂窝信道中的任何一个信道进行通信，所述系统适合于选择性地决定信道中的一个来处理与所述移动站的通话，而且把所述移动站的蜂窝呼叫从当前信道越区切换到新信道。该越区切换系统包括用来存储代表与当前信道有关的参数的数据的存储器。前向通信信道选择性地与用来从基站接收数据的当前信道相联系。若要出现越区切换，则所述数据包括越区切换消息。所述越区切换消息包括与新信道有关的参数。与所述存储器相联系的比较器把与当前信道有关的选择存储参数和对应的与新信道有关的选择接收参数比较，以确定新信道的性能是否不同于当前信道的性能。
Description
技术领域
本发明涉及用于在蜂窝信道之间越区切换蜂窝电话呼叫的系统和方法，更详细地说，涉及越区切换中系统和性能变化的检测和处理。
背景技术
蜂窝移动远程通信系统包括与多个在地理上彼此隔开的基站中任何一个进行通信的移动台。每一个基站位于预定的“小区”中。基站与移动交换中心通信，后者根据诸如每一个可用信道和移动台之间的信号强度选择性地确定哪一个基站和信道应该处理与移动台的通话。
当移动台从一个小区移动到另一个小区时，信号强度减弱。因此，呼叫必须从一个基站切换到另一个基站。这就是所谓“越区切换”。最理想的是在不必对进行中的通话进行干预的情况下实现越区切换。
当越区切换呼叫时，可能是从一个蜂窝系统越区切换到另一个蜂窝系统。使用不同得蜂窝系统可以导致不同的呼叫处理。类似地，不同的系统中间性能也不同。例如，某些系统可能包括语音保密、消息加密、长消息自动重发等特征。让移动台知道系统或性能发生了变化或许是有帮助的。这可以通过移动台作出性能更新请求而自动地请求查询支持什么特征来完成。理想的是，这应在激活某个可能不可用的特征之前做。但是，发送性能请求可能使越区切换时语音质量降低，因为在消息中有大量数据要传输。
发明内容
本发明意在以新颖和简单的方法解决上面讨论的一个或多个问题。
按照本发明，提供一种蜂窝电话呼叫的越区切换的系统和方法，它包括越区切换中系统和性能变化的检测和处理。
概括地说，这里公开一种在用于蜂窝移动远程通信系统的移动台中用来在发生越区切换时检测性能变化的越区切换系统，所述蜂窝移动远程通信系统根据所述移动台的小区位置而通过多个基站蜂窝信道中的任何一个信道进行通信，所述系统适合于选择性地决定信道中的一个来处理与所述移动台的通话，而且把所述移动台的蜂窝呼叫从当前信道越区切换到新信道。该越区切换系统包括用来存储代表与当前信道有关的参数的数据的存储器。前向通信信道选择性地与用来从基站接收数据的当前信道相联系。若要出现越区切换，则所述数据包括越区切换消息。所述越区切换消息包括与新信道有关的参数。与所述存储器相联系的比较器把与当前信道有关的选择存储参数和对应的与新信道有关的选择接收参数比较，以确定新信道的性能是否不同于当前信道的性能。
本发明的特征是：比较器把性能比较分类为变化、无变化或不确定。比较器选择性地配置成把不确定变化或者与变化类别组合，或者与无变化类别组合。
本发明的另一特征是提供一种反向通信信道，后者选择性地与用来把数据发送到基站的当前信道相联系。若比较器判定新信道具有与当前信道不同的性能，则移动台产生性能更新请求。移动台把更新后的性能信息存入存储器。
本发明的另一特征是前向通信信道包括前向模拟语音信道，并且越区切换消息是作为移动台控制信息的一部分接收的。
本发明的再一个特征是前向通信信道包括前向数字业务信道，并且越区切换消息是作为常规越区切换消息或专用数字业务信道越区切换消息的一部分接收的。
按照本发明的另一个方面公开一种当在用于蜂窝移动远程通信系统的移动台中出现越区切换时用来检测性能变化的方法，所述蜂窝移动远程通信系统根据所述移动台的小区位置而通过多个基站蜂窝信道中的任何一个信道进行通信。所述系统适合于选择性地确定信道中的一个来处理与移动台的通话和把移动台蜂窝呼叫从当前信道越区切换到新信道。所述方法包括以下步骤：储存代表与当前信道有关的参数的数据；所述移动台通过与当前信道有关的前向通信信道从基站接收数据，若要出现越区切换，则所述数据包括越区切换消息，所述越区切换消息包括与新信道有关的参数；以及把与当前信道有关的选择存储参数和对应的与新信道有关的选择接收参数加以比较，以确定新信道的性能是否不同于当前信道的性能。
从本说明书和附图不难明白本发明的其他特征和优点。
附图说明
图1是蜂窝移动远程通信系统的透视图；
图2是举例说明在按照本发明的移动台执行的呼叫初始化例程的流程图；
图3是举例说明在按照本发明的移动台执行的用于模拟语音信道越区切换例程的流程图；
图4是举例说明在按照本发明的移动台执行的用于数字业务信道越区切换例程的流程图；
图5是举例说明由按照本发明的移动台执行的数字业务信道例程上的启动的流程图。
具体实施方式
首先参照图1，其中示出传统结构的蜂窝移动远程通信系统10。众所周知，蜂窝系统10是由多个小区定义的，包括代表性的小区A，B，C和D。每一个小区A-D包括相应的基站12，13，14和15。基站12-15中的每一个通过蜂窝间干线17与移动交换中心16通信。以18代表的移动台可以包括例如汽车中用户携带的蜂窝电话，但显然，移动台可以包括能够与蜂窝移动远程通信系统10通信的任何一种已知形式的移动台。
远程通信系统10操作时可以从基站12-15选择一个来处理与移动台18的通话。如图所示，移动台18位于小区D内。因而，正在进行的呼叫由与基站15相联系的蜂窝信道处理。若移动台18是固定的，则这个呼叫或许直至完成都由基站15处理。但若移动台正在移动，它会越区进入不同的小区。例如，如图中所示，移动台18可能沿着虚线20所指示的方向进入小区位置B，随后进入小区位置A。典型的蜂窝移动远程通信系统10利用越区切换，在移动台18从小区位置D分别进入小区位置B和A时，把呼叫从基站15的信道越区切换到基站13的信道，随后又由基站13越区切换到基站12。
蜂窝远程通信系统10本身并不构成本发明的一部分。相反，本发明涉及越区切换中蜂窝系统和性能变化的检测和处理。
目前，IS 136标准形成蜂窝移动远程通信系统的兼容性标准。这个标准保证移动台在按照该标准制造的任何蜂窝系统中可以获得服务。IS 136标准被包括在此作参考。
在图1的图解说明中，涉及模拟语音信道的越区切换一般是在移动台18从小区位置D跨越到小区位置B时出现的。但是，越区切换并不一定严格地出现在跨越边界的时候。相反，基站15检测到移动台18的信号质量下降。结果，基站15向移动交换中心16发送越区切换请求。由于不知道移动台18向哪个方向移动，所以移动交换中心16向诸如基站12，13和14等邻近基站发出越区切换测量请求。这些基站12-14中的每一个都监视移动台18发出的功率。基站12-14向移动交换中心16发送测量响应。然后移动交换中心16向基站15发送信道分配，包含关于该呼叫向其越区切换的另一个基站12-14的信息。然后，基站15通过前向通信信道向移动台18发送越区切换命令。结果，移动台对其本身进行重新编程，以便随后与诸如基站13等其他基站通信。
涉及数字业务信道的越区切换处理方法不同。蜂窝系统向移动台18发送要监视的邻近信道清单。移动台18报告来自它自己信道以及来自清单中那些信道的测量信号电平。蜂窝系统利用这些报告来决定何时进行越区切换。
本蜂窝系统10包括模拟系统和数字系统。采用模拟系统时，在呼叫进行过程中移动台18通过模拟语音信道与诸如基站15等特定的基站通信。众所周知，前向模拟信道从基站15向移动台18发送数据流。反向模拟语音信道从移动台18向基站15发送数据流。移动台控制消息是通过前向语音信道传送的唯一消息。移动台控制信息，如IS 136.2，第3.7.2.1节所描述的，包括一个和多个定义通信的字。移动台控制信息周期性地向移动台发送，其中包括有关呼叫处理的消息，包括越区切换。
数字蜂窝系统利用反向和前向数字业务信道(DTC)，用来在基站和移动台之间传输用户信息和信令。如IS 136中所描述的，前向数字业务信道具有相关的两个单独的控制信道，就是说，快速相关控制信道(FACCH)和缓慢相关控制信道(SACCH)。
在数字系统中有两种类型的越区切换。常规越区切换或专用越区切换。采用常规越区切换时，越区切换消息是通过FACCH信道从基站发送到移动台的。对于专用数字业务信道越区切换，一种独特的消息从基站发送到移动台，以便命令移动台通过FACCH信道从一个数字业务信道转到另一个数字业务信道。
如IS-136所描述的，当移动台是在一个数字业务信道上时，它对DTC所属的系统性能作假定。这些假定的基础部分地存在于它被分配到该DTC之前移动台所在的控制信道上。但当该移动台越区切换到另一个DTC时，它并不总是清楚，新的DTC是否像老的DTC一样属于同一系统。这使它难以估计新信道的性能。类似地，移动台希望知道正在越区切换到的信道是否与它正在离开的信道具有同样的性能。这个信息可以周在，例如，呼叫结束时进行更有效的扫描。
若移动台不知道新系统的性能，则它可能试图执行某种功能，但结果系统却无响应，这使移动台的用户接口错误运作，或者导致移动台和系统之间出现通信错误，导致该呼叫质量下降或失败。尽管移动台能在每次越区切换之后查询系统的性能，但语音质量还是会在每一次越区切换时降低。
按照本发明，提出一种系统和方法，用来检测和处理越区切换中系统和性能的变化。详细地说，在越区切换过程中不直接把有关新信道的系统和性能的变化通知移动台的系统中，使用越区切换过程中可以得到的其他信息来推导这种变化。有个基本的假定是：一个系统中所有的信道都有相同的性能，因此系统变化的检测将用来触发该系统性能的查询。
存在着若干个与越区切换过程中的变化有关的信息源。一般这种信息可在通过当前信道、亦即在接收越区切换所用的信道上接收的参数值中找到。如上所述，在模拟系统中，越区切换是作为移动台控制信息的一部分接收的。在数字系统中，或者接收常规越区切换消息，或者接收专用的数字业务信道越区切换消息。
在用于选择的判据中，有协议版本、突发长度、超频带(hyperband)和信道。
关于协议版本，该参数被称为协议版本指示符(PVI)或协议版本(PV)。对于PVI，使用一位的值来表明在该信道上支持EIA553/IS-54还是支持IS-136。前者用于模拟控制信道，后者用于数字控制信道。PV值用来表明在所分配的信道上是支持EIA553/IS-54A、TIA/EIA627、IS-136 REV 0还是IS-136 REV A。由于不同的协议版本、亦即不同的规格或同一规格的不同版本具有不同的性能，所以，协议版本中的任何变化都可能表明性能的变化。同一协议的两种不同的系统可以具有不同的性能。因此，若两者都相同，则变化就是不确定的。
突发长度指示由缩短的突发指示符(SBI)代表的传输格式。SBI的值可以如下：
00＝从小区到小区的越区切换后发送常规突发
01＝在小区内越区切换后发送常规突发
10＝从小区到小区的越区切换后发射缩短的突发
11＝保留
若已知越区切换是在小区之内，则可以假定移动台是在同一系统之内。小区是蜂窝系统的最小单位。从小区到小区的越区切换在性能变化上是不确定的。
超频带(hyperband)用的参数是目标超频带。目前，对于800MHz(兆赫)所述值是00或对于1900MHz所述值是01。信道号定义如下：
| 信道号 | |
| 800MHz | 1-333 a667-716991-1023 |
| 334-666 b717-799 | |
| 1900MHz | 2-501 A |
| 666-1167 B | |
| 1499-1998 C | |
| 499-667 D | |
| 1166-1334 E | |
| 1333-1501 F |
在蜂窝系统中有下面一个假定，即每一个“频带”都由一个系统占用，而给定的操作者在给定区域只使用一个频带。因而8个频带(800MHz的a，b和1900MHz的A-F)应该表示8个系统。移动台目前所处的和正要越区切换到的频带的准确确定是利用超频带和作为越区切换消息一部分接收的信道参数完成的。若越区切换是在同一频带之内，则结论是不确定的，因为总有相邻的系统使用同一频带。
给定的可用信息取决于越区切换的类别。有5种越区切换类型会出现。越区切换可以是从一个模拟语音信道(AVC)向另一个AVC的切换，或向一个数字业务信道(DTC)的切换。或者，越区切换可以是从一个DTC向AVC或另一个DTC的切换。若呼叫是从一个DTC到另一个DTC，则它可以是常规越区切换或专用越区切换。为了检测越区切换中系统和性能的变化，按照相对优先等级使用取决于越区切换类型的可用信息。这举例说明于下表。在该表中，首先对优先等级最高的判据进行评价。若结论看来是不确定的，则评估下一个优先等级判据，直至完成为止。若最后一个判据是不确定的，则整个判定看来就是不确定的。这样，整个过程有3种结果，就是说，变化、无变化和不确定。按照本发明，过程可以定义为乐观的，其中不确定结果与无变化组合；或悲观的，其中不确定结果与变化组合。
传统的蜂窝移动台包括处理性能和有关的存储器。该处理控制移动台的操作。存储器存储操作所需的各种数据。所存储的数据中有与当前蜂窝信道有关的参数。当在前向通信信道上收到越区切换消息时，越区切换消息包括与新信道相联系的参数。作为处理的一部分，把与当前信道有关的选择存储参数和对应的与新信道有关的选择接收参数比较，以确定新信道的系统和性能是否不同于当前信道的系统和性能。所比较的特定参数和它们的相对优先等级是按照下表依据任何特定的越区切换分类确定的：
AVC→AVC越区切换
| 优先等级 | 信息/元件 | 数值 | 结论 |
| 1 | 协议版本(PVI) | 与当前信道相同 | 不确定 |
| 与当前信道不同 | 变化 | ||
| 2 | 信道号 | 与当前信道相同频带 | 不确定 |
| 与当前信道不同频带 | 变化 |
AVC→DTC越区切换
| 优先等级 | 信息/元件 | 数值 | 结论 |
| 1 | 缩短的突发指示符(SBI) | (01)小区内越区切换 | 无变化 |
| 其它 | 不确定 | ||
| 2 | 从限定码导出的协议版本 | 与当前信道相同 | 不确定 |
| 与当前信道不同 | 变化 | ||
| 3 | 信道号 | 与当前信道相同频带 | 不确定 |
| 与当前信道不同频带 | 变化 |
DTC→AVC和DTC常规越区切换
| 优先等级 | 传息/元件 | 数值 | 结论 |
| 1 | 缩短的突发指示符(SBI) | (01)小区内越区切换 | 无变化 |
| 其它 | 不确定 | ||
| 2 | 协议版本(PV) | 与当前信道相同 | 不确定 |
| 与当前信道不同 | 不确定 | ||
| 3 | 信道号 | 与当前信道相同频带 | 不确定 |
| 与当前信道不同频带 | 变化 |
DTC→DTC专用越区切换
| 优先等级 | 信息/元件 | 数值 | 结论 |
| 1 | 缩短的突发指示符(SBI) | (01)小区内越区切换 | 无变化 |
| 其它 | 不确定 | ||
| 2 | 协议版本(PV) | 与当前信道相同 | 不确定 |
| 与当前信道不同 | 变化 | ||
| 3 | 超频带 | 与当前信道相同频带 | 不确定 |
| 与当前信道不同频带 | 变化 | ||
| 4 | 信道号 | 与当前信道相同频带 | 不确定 |
| 与当前信道不同频带 | 变化 |
按照本发明，移动台始终监视系统和性能是否已知。采用数字业务信道时，无论何时，只要遇到新信道而且不知道新的系统或性能，就对其发出请求并将其保存。
参照图2，流程图举例说明在最初建立呼叫时在移动台18上执行的呼叫初始化例程。典型的呼叫建立例程包括在节点30上开始的语音信道分配例程。语音信道分配在本质上是传统的，并包括控制信道广播信息中关于所述系统的信息以及分配中语音信道特殊信息。在方框32把性能参数标记为“有效”。这表明系统的性能是已知的。然后在方框34把作为所述分配的一部分而接收的性能信息存储在存储器中。判断框36判定所分配的信道是否DTC。若是，则控制进到节点38处的DTC启动例程。若否，则在节点40执行AVC启动例程。下面将描述与图5有关的DTC启动例程。AVC启动例程在本质上是传统的，故在此不再描述。
图3举例说明当从AVC接收越区切换消息时执行的流程图。在节点42上首先接收AVC越区切换消息。然后判断框44把上表中为当前信道和新信道确定的选择参数加以比较，以便确定系统或性能是否已经变化了。若已经变化，则在方框46把性能标记为无效。若没有发生变化，则在方框48把性能标记为有效。若结论为不确定，则判断框50确定移动台中的算法是否被分类为乐观。若否，则在方框46把性能标记为无效。若是，则在方框48把性能标记为有效。对于或者来自方框46或者方框48的越区切换，判断框52判定其是否越区切换到DTC。若否，则在方框54上执行AVC启动例程。若是，则在方框56执行DTC启动例程。
参照图4，当接收到从DTC进行越区切换的越区切换消息时执行一个例程。当接收到DTC越区切换消息时这在节点58开始。然后判断框60把在上表中为当前信道和新信道定义的选择参数加以比较，以便确定系统或性能的变化。若检测到变化，则在方框62把性能标记为无效。若无变化，则在方框64把性能标记为有效。若结果为不确定，则判断框66判定移动台中的算法是否分类为乐观。若否，则在方框62把性能标记为无效。若是，则在方框64把性能标记为有效。
从方框62或64，判断框68判定是否越区切换到DTC。若否，则在节点70执行AVC启动例程。若是，则在节点72执行DTC启动例程。
参照图5，流程图举例说明在节点74开始的DTC启动例程。该启动例程包括用于传统的DTC系统的常规启动参数。另外，判断框76判定目前性能被标记为有效还是无效。若有效，表明系统和性能没有发生变化，则在节点78结束常规DTC启动。若性能不是有效，则或者系统或者性能发生了变化。方框80通过经反向数字业务信道发送请求来请求系统性能。然后在方框82把从基站接收的系统性能信息存储在存储器中，并把性能标记为有效。然后在节点78继续执行常规DTC例程。然后，当出现随后的越区切换时时，以与上述相同的方法使用这种性能信息来检测和处理变化。
正如这里使用的，术语“前向通信信道”打算指模拟语音系统中的前向模拟语音信道和数字系统中的前向专用业务信道。
这样，按照本发明描述了蜂窝移动远程通信系统中出现越区切换时，用来检测和处理系统和性能变化的系统和方法。
Claims (18)
1.一种在用于蜂窝移动远程通信系统的移动台中用来在发生越区切换时检测系统和性能变化的越区切换系统，所述蜂窝移动远程通信系统根据所述移动台的小区位置而通过多个基站蜂窝信道中的任何一个信道进行通信，所述系统适合于选择性地决定信道中的一个来处理与所述移动台的通话，而且把所述移动台的蜂窝呼叫从当前信道越区切换到新信道，所述越区切换系统包括：
存储器，用来存储代表与当前信道有关的参数的数据；
前向通信信道，它与当前信道相联系，用来从基站接收数据，若要出现越区切换，则所述数据包括越区切换消息，所述越区切换消息包括与新信道有关的参数；以及
比较器，它与所述存储器相联系，用来把与当前信道有关的选择存储参数和对应的与新信道有关的选择接收参数比较，以便确定所述新信道的系统或性能是否不同于所述当前信道的系统或性能。
2.权利要求1的越区切换系统，其特征在于：所述比较器把性能比较分类为变化、无变化和不确定。
3.权利要求2的越区切换系统，其特征在于：所述比较器选择性地配置成把不确定变化或者与变化类别组合，或者与无变化类别组合。
4.权利要求1的越区切换系统，其特征在于：还包括反向通信信道，后者选择性地与所述当前信道相联系，以便把数据发送给基站。
5.权利要求4的越区切换系统，其特征在于：若所述比较器确定所述新信道具有不同于所述当前信道的系统或性能，则所述移动台产生性能更新请求。
6.权利要求5的越区切换系统，其特征在于：所述移动台把更新后的性能信息存储在所述存储器中。
7.权利要求1的越区切换系统，其特征在于：所述前向通信信道包括前向模拟语音信道，并且所述越区切换消息是作为移动台控制信息一部分被接收的。
8.权利要求1的越区切换系统，其特征在于：所述前向通信信道包括前向数字业务信道，并且所述越区切换消息是作为常规越区切换消息的一部分被接收的。
9.权利要求1的越区切换系统，其特征在于：所述前向通信信道包括前向数字业务信道，并且所述越区切换消息是作为专用数字业务信道越区切换消息的一部分被接收的。
10.一种当在用于蜂窝移动远程通信系统的移动台中出现越区切换时用来检测系统和性能变化的方法，所述蜂窝移动远程通信系统根据所述移动台的小区位置而通过多个基站蜂窝信道中的任何一个信道进行通信，所述系统适合于选择性地确定信道中的一个来处理与移动台的通话和把移动台蜂窝呼叫从当前信道越区切换到新信道，所述方法包括以下步骤：
存储代表与所述当前信道有关的参数的数据；
所述移动台通过与所述当前信道有关的前向通信信道从基站接收数据，若要出现越区切换，则所述数据包括越区切换消息，所述越区切换消息包括与新信道有关的参数；以及
把与所述当前信道有关的选择存储参数和对应的与所述新信道有关的选择接收参数加以比较，以便确定所述新信道的系统或性能是否不同于所述当前信道的系统或性能。
11.权利要求10的方法，其特征在于：所述比较步骤把性能比较分类为变化、无变化和不确定。
12.权利要求11的方法，其特征在于：所述比较步骤选择性地配置成把不确定变化或者与变化类别组合，或者与无变化类别组合。
13.权利要求10的方法，其特征在于：还包括通过选择性地与所述当前信道相联系的反向通信信道把数据发送给基站的步骤。
14.权利要求13的方法，其特征在于：包括若所述比较步骤确定所述新信道具有不同于所述当前信道的系统或性能则产生性能更新请求的步骤。
15.权利要求14的方法，其特征在于：包括把更新后的性能信息存储在所述存储器中的步骤。
16.权利要求10的方法，其特征在于：所述前向通信信道包括前向模拟语音信道，并且所述接收步骤把所述越区切换消息作为移动台控制信息的一部分接收。
17.权利要求10的方法，其特征在于：所述前向通信信道包括前向数字业务信道，并且所述接收步骤把所述越区切换消息作为常规越区切换消息的一部分接收。
18.权利要求10的方法，其特征在于：所述前向通信信道包括前向数字业务信道，并且所述接收步骤把所述越区切换消息作为专用数字业务信道越区切换消息的一部分接收。
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