CN1203714C - 在蜂窝网络的终端中启动信号功率电平测量的方法和终端 - Google Patents

Abstract

根据本发明方法的目的是应用于该终端连接的移动网络发送的信号功率电平下降到低于预定的门限电平的情形。接着安排该终端测量至少一个第二系统的基站发送的信号功率电平。根据本发明的方法最好包括步骤：该蜂窝无线电系统首先发送给该终端至少一个门限值。接着该终端测量至少一个基站发送的信号强度并比较该测量的信号强度与所述门限值，如果接收信号的信号强度低于所述门限值，则传输模式改变为可执行第二系统的信号测量的模式。根据本发明的终端最好包括能执行上述方法步骤的装置。

Description

在蜂窝网络的终端中启动信号 功率电平测量的方法和终端

技术领域

本发明涉及一种用于实现两个系统之间切换时的测量方法和终端。本发明尤其涉及一种用于实现其中至少一个为WCDMA系统的系统间切换的方法和设备。

背景技术

移动通信系统正处于稳步发展。甚至目前有多种不同移动通信系统被同时使用，这些通信系统在相同区域互相重叠。目前使用最为频繁的一种网络为GSM(全球移动通信系统)网络，由于这种网络使用程度高而且十分盛行，因此它仍将使用很长的一段时间。与此同时新的网络拓扑结构将出现，而且典型地使用这些新拓扑结构需要新的终端。将来一定能在多种网络中使用这种终端。那时候，从使用第一种网络转换到使用第二种网络必须没有任何困难。

尤其是在目前一般认为，至少某些未来移动通信网络将基于所谓的宽带CDMA技术(WCDMA；宽带码分多址)。WCDMA技术目前应用于例如UMTS系统(通用移动通信系统)。因此，需要之时，例如WCDMA系统中的终端能否改装为使用例如GSM连接就变得非常重要。从使用一种网络转变到使用另一种网络通常称为系统间切换。

例如在一个终端离开了其连接的第一网络的覆盖区域时，可强制该终端从一个网络切换到另一网络。那么，如果第二网络的覆盖区域足以覆盖该终端的新地理位置，则切换到使用所述第二网络系统更为有利。在这种情况下，从使用一种网络切换到使用第二种网络最好利用与同一网络中基站之间的切换相同的操作进行。

对何时应切换为使用第二网络这一问题的答案是不明确的。根据第一个观点，当来自一个终端最初链接的网络的接收断开时，该终端将盲目地切换到使用第二网络设备。根据另一个观点，可以利用如同当前使用TDMA系统(时分多址)的网络解决方案的相同方式在这些网络之间进行测量。根据这种方案测量连接质量，如果质量不够高，则终端切换到使用第二网络。

在上面提出的第一解决方案的问题在于，如果该终端盲目地决定切换到使用第二网络，那么它就不能完全确信来自第二网络的接收一定好于当前使用的网络。如果来自新网络的接收较弱，或根本就没有接收，则该终端暂时失去了到这两个可用网络的连接。因此，盲目改变网络可被认为是一种非常不可靠的选择办法。第二种现有技术解决方案在其他方面都可接受，但不适于用于所有的网络系统，例如用于WCDMA系统(宽带码分多址)。这是由于这样一个事实，切换时在TDMA系统进行的测量将干扰WCDMA系统的操作并减小所述系统的容量。

尤其应注意，上面提供的解决方案目的是应用于第一和第二网络都具有类似系统的情形下，即这两种网络例如都为GSM网络。这两种网络可以是例如由不同运营商维护，这些运营商对各自网络之间的漫游签有共同协定。因此，在所涉及的网络在技术上互不相同的情况下不能直接应用所述解决方案。

专利申请WO9731503公开了一种能同时提供CDMA和GSM业务的蜂窝电话系统。在这种系统中，生成可识别的CDMA导引信号的特定的CDMA导引信标位置靠近或位于GSM基站。用户设备检测该CDMA导引信号并告知CDMA系统的基站控制器。基站控制器识别该CDMA导引信号为有关CDMA导引信标的信号，并启动CDMA到GSM的切换。

发明内容

本发明的目的是解决上面提供的现有技术问题，以及提供一种如何能够基于测量作出涉及有关切换的决定，以便同时使用于做出有关切换决定的容量最小的较佳解决方案。

本发明的目的是通过安排该终端测量第二网络的传输功率实现的。该终端最好安排用于仅在要求所述动作时才测量第二系统的传输功率。

根据本发明用于在使用第一蜂窝无线电系统的一个终端启动测量由至少一个第二蜂窝无线电系统发射的信号的功率电平的方法，特征在于：当该终端接收的第一蜂窝无线电系统的基站的信号功率电平仍低于一个预定的门限值时，启动测量由所述第二蜂窝无线电系统的至少一个基站发送的信号的功率电平。

根据本发明的终端为蜂窝无线电系统的一个终端，在使用第一蜂窝无线电系统时，能启动测量由至少一个第二蜂窝无线电系统发送的信号的功率电平，该终端的特征在于包括：

-用于接收由第一蜂窝无线电系统发送给该终端的至少一个门限值的装置，

-用于测量由该第一蜂窝无线电系统的至少一个基站发送的信号强度的装置，

-用于比较该测量的信号强度与所述门限值的装置，

-用于从该第一蜂窝无线电系统请求一个空闲(free)测量周期的装置，该装置安排用于在当所述测量的信号强度低于所述门限值时请求一个空闲测量周期，

-用于在至少一个空闲测量周期期间测量所述第二蜂窝无线电系统的至少一个基站的信号强度。

根据本发明，某个网络设备发送给该终端一个信号强度门限值列表。通过比较该终端接收的信号功率与所述门限值，该终端判断它是否应启动测量第二蜂窝无线电系统的信号强度。在测量传输方式期间，上行链路和下行链路连接中的至少一个连接被改变以便能同时执行测量，即使到第二系统的连接可供使用。根据本发明的解决方案尤其适合应用于：使用的第一系统为WCDMA系统，而且在其使用期间决定切换到使用GSM系统的情形。

附图说明

下面参考附图详细描述本发明，其中：

图1示出了两个网络系统之间的接口；

图2a-2d示出了在WCDMA系统中的不同传输状态；

图3以流程图形式示出了根据本发明的方法；

图4示出了WCDMA系统的传输状态；

图5示出了不同系统使用的频带；以及

图6示出了根据本发明在一个终端中的设备。

对附图中的相应部分使用相同的附图标记和标号。

具体实施方式

当终端在特定的地理区域内移动时网络连接质量能显著变化。尤其是在接近例如一个特定的移动通信网络的边界区域时连接质量开始降低。那么，根据本发明，也启动第二网络的信号测量，根据这个测量可实现需要之时的网络切换。在基站向终端发送有关相邻小区的不同信息，如使用频率等等的蜂窝无线电系统中，根据本发明能在这些信息中添加有关信号最小功率或门限电平等信息，终端应从每个小区获得这些信息。根据这些信息，终端在需要时也可启动测量第二移动通信网络的传输功率。

以图1的方案为例。该图以实线和大写字母A-G示出了第一系统的小区，而以虚线和小写字母a-h示出了第二系统的小区。首先，考虑一个终端此刻具有到所述第一网络的连接的情形。令该终端首先位于小区A。该终端通过该网络连续接收与当前终端所处小区相邻的小区的有关信息。这些信息是每个小区所特有的，如使用频率等等。根据该信息该终端还接收每个相邻小区的传输功率的门限值，由此从每个基站接收的信号功率电平应超出这个门限值。在这种范例情形中，该终端从小区A移动到小区B，而且该终端朝所述网络的连续覆盖区域的外部边界方向移动，即朝小区B的外部边界移动。在这种范例情形中，当该终端位于小区B的一个特定点时，从某一相邻小区接收的信号功率将下降到低于一个预定的门限值，通过该终端当前所处小区的基站告知该终端该门限值，例如借助于上面提供的门限值列表。接着可安排该终端启动第二移动通信系统的传输功率的测量，而且根据这些测量该终端在需要时可切换到使用第二网络的服务。图1以虚线和小写字母示出了第二网络的小区。所述第一网络可以是例如WCDMA网络，而所述第二网络可以是例如GSM网络。

接下来示出了WCDMA系统的典型特征，即可用于网络之间切换的压缩传输模式(时隙方式)。这意味着在WCDMA系统中能控制传输帧中所包含数据的传输模式。在一个帧中用于传输数据的时间可以借助于传输功率来控制。一般来说，希望用于传输数据的时间越短，则所要求的传输功率越高。图2a-d示出了在WCDMA系统中的一些可能的传输方案。图2a示出了在所谓的正常情形下的数据传输，即，每个帧的传输具有相同的传输功率和同样长的时隙。传输功率与垂直方向表示该帧的矩形大小成正比，而传输时间与在水平方向表示该帧的矩形大小成正比。图2b示出了通过利用更高的传输功率在该帧的前半部分传输整个最后一帧的情形。本领域的技术人员知道，也可以在该帧的后半部分发送该帧。图2c示出了在同一帧的两个不同部分发送最后一帧数据的方案。一部分数据在该帧的前半部分发送，而所述帧的其余数据在该帧的第二部分期间发送，这样在数据传输之间就留下一个周期不传输数据。相应地，在图2d，传输数据被压缩这样就不必改变所使用的传输功率，即使数据传输所使用的时间比正常情形下要短。图2a-d中所示的采用任何一种新方案传输数据的情形称为压缩传输模式(时隙方式)。本领域的技术人员知道，通过改变压缩方法，如传输功率，能设计多种所述压缩传输模式。

接着，以流程图形式分析根据本发明方案的操作。图3示出了流程图。在第一步骤，该蜂窝无线电系统例如连同基站列表发送给该终端至少一个门限值(301)。当该终端接收到该列表时，其测量该蜂窝无线电系统的至少一个基站发送的信号强度(302)。在下一步骤，安排该终端比较至少一个门限值与该测量的信号(303)。当比较表明测量信号的强度高于该门限值时，根据一个优选实施例，在一个预定时间之后就能切换到测量新的信号强度。如果测量信号的强度低于该预定门限值，则安排该终端向该蜂窝无线电系统请求一个空闲测量时间(304)，用于测量第二系统。当该蜂窝无线电系统允许该测量时间时，例如借助于重置传输状态，那么该终端开始测量在第二系统中至少一个基站发送的信号强度(305)。在该传输帧中安排的至少一个空闲周期期间执行该测量更佳。本领域的技术人员知道，在一个预定时间后再发送所述门限值到该终端也将更为有利。

现在分析例如在所述第一网络为WCDMA网络而所述第二网络为GSM 900网络的情形下根据本发明的上述方案，而且这种方案利用了上述的WCDMA系统特征。在本发明的这个范例描述中参考上面提供的图1。由实线和大写字母表示的小区为WCDMA系统的小区，相应地，由虚线和小写字母表示的小区为GSM 900系统的小区。该终端与WCDMA系统的小区A的基站具有有效连接。该终端移动到小区B。该终端从当前小区的基站获得有关相邻小区参数的常规信息。在该同一连接中还传输有关传输功率的门限值的信息，以这个传输功率门限值该终端至少应接收来自相邻小区的基站的信号。最好是，如果例如从一个相邻基站接收的信号的功率电平低于为所述基站设置的门限值，则该终端可移动以测量第二系统的传输功率。这种情形可发生在例如该终端已移动到图1的例子中标记为B的小区外围的情况下，在此同一系统的一个相邻小区的传输功率保持低于该门限值。当该终端在一个连接期间移动以测量另一系统的传输功率时，必须改变上行链路或下行链路连接中的连接类型。在一个较佳实施例中，是在下行链路连接改变连接类型的，这样该终端就有时间接收第二网络的信号。最好根据图4总是在一个帧中总是没有数据传输时进行测量。显然可以用图4所示方式外的其他方式配置以压缩传输模式传输的数据于帧中。本领域的技术人员知道，也可以通过上述方式外的某一其他方式设置一个终端开始测量第二系统的传输功率的时刻。根据一种方案，该终端仅在两个基站的传输功率仍低于该预定门限值时才开始测量第二系统的传输功率。也可以通过考虑两个以上基站的测量需要的相同方式分析所述基站。

接着分析根据本发明的方法如何应用于移动通信系统，其中第一系统为WCDMA系统，而第二系统为GSM 1800系统。图5示出了在上行链路和下行链路上所述系统使用的频带。在此情况下，根据本发明的方法应用于对应上述方案的方式。当WCDMA系统的基站发送的特定数量的信号仍低于预先发送给该终端的门限值时，该终端移动以测量GSM 1800网络的信号。然而，分析图5可以看出，WCDMA系统的上行链路频率1920-1980MHz(UTRA FDD上行链路；UTMS地面无线接入频分双工)相当接近于GSM 1800系统的下行链路频率1805-1880MHz。由于该终端的发射机部分和接收机部分无法充分区别这些彼此如此接近的频率，因此在这个示例性实施例中，上行和下行链路连接均使用所述压缩传输模式。借助于这种方案就能确保第二系统的测量不会干扰其他系统的连接，反之亦然。

本领域的技术人员知道，与上面提出的GSM 1800系统相关的测量问题也相应地涉及到UTRA TDD系统(UMTS地面无线接入时分双工)的测量。UTRA TDD系统使用的原频带1900-1920MHz和2010-2025MHz接近WCDMA系统的上行链路频率。因此必须断开上行链路传输以便测量UTRA TDD系统。图5中标记了UTRA TDD系统使用的频率。

根据本发明的一个优选实施例，当该终端通过压缩传输模式测量第二系统的传输功率时，可安排该终端响应其连接的第一系统。该终端可为第一系统发送例如涉及第二系统的测量信息。第一系统可基于发送的信息做出有关该测量的决定。如果一个终端当前正测量第二系统的一个特定小区的基站的传输功率，那么可安排该终端例如也测量围绕所述小区的其他小区。此外，正测量第二系统的多个小区的终端可连同该测量报告为第一系统发送例如其方向或其位置估计。

第一系统例如基于该终端的位置也可以确定涉及第二系统的测量。例如根据涉及第二系统的测量结果可确定一个终端的位置。或者，没有有关第二系统的信息，第一系统也可以确定该终端的位置。该终端的位置可影响例如第二系统的测量频率。如果该终端离开第一系统的覆盖区域，则第一系统可控制该终端以便能更频繁地进行测量。通过这种方式，该终端可精确地监视第二系统的传输功率，而且只要第二系统能提供比当前连接质量更好的连接该终端就切换到第二系统。相应地，当该终端移向来自第一系统的接收质量更好的区域时，通常不太可能切换到第二系统。因此，在此情况下就能不那么频繁地测量第二系统，而且当例如测量的第一系统的最近基站的传输功率高于该预定门限值可能终止该测量。本领域技术人员知道，执行涉及第二系统的测量所需的时间可通过改变更多的帧使用压缩传输模式来获得。

本领域技术人员知道，根据本发明的方案也可应用于同一区域具有两个以上网络的情形。例如，该终端通过3个网络连接到第一系统的情形。当第一网络的功率电平下降到低于该预定门限电平时，该终端开始测量第二系统的功率电平。最好这样设计，使第二系统的门限值也可发送到该终端，而且通过比较接收的信号功率电平与该门限电平，该终端能移动以测量第三系统的功率电平。以压缩传输模式进行测量更佳。本领域技术人员知道，也可安排该终端测量除上述系统外更多系统的功率电平。

本领域技术人员知道，根据本发明的终端可以是例如一个移动台。图6提供了根据本发明的终端的方框图，该终端为一个移动台。该移动台包括该设备的典型部分，如麦克风601、键盘607、显示器606、耳机614、发送/接收转换开关608、天线609以及控制单元605。该图还示出了发送和接收功能块604、611，它们是移动台的典型部分。发送功能块604包括语音编码、信道编码、加密和调制所需的功能以及射频功能。接收机功能块611包括相应的射频功能以及解调、解密、信道解码和语音解码所要求的功能。来自麦克风601、在放大级602被放大、并在A/D转换器被转换为数字形式的信号被送入发射机功能块604，典型地送入发射机功能块的语音编码装置。在发射机功能块被处理、调制和放大的发射信号通过发射/接收转换开关608提供给天线609。接收信号从天线通过发射/接收转换开关608被送入接收机功能块611，其解调接收信号并执行解密和信道解码。由此得到的语音信号通过D/A转换器612提供给放大器613并进一步送至耳机614。控制单元605控制移动台的操作，读出用户通过键盘607给出的控制指令，并通过显示器606为用户提供消息。例如，移动台的接收机功能块611最好包括装置615，移动台利用该装置可接收当前小区周围的小区发送的信号并处理它们，例如以便确定这些信号的功率电平。移动台的接收机功能块611最好利用该相同装置615接收该蜂窝无线电系统发送的至少一个基站的传输功率的门限值。该移动台的控制块605还包括装置616，借助于该装置控制块能比较该门限值与接收的信号功率电平。另外，该移动台的控制块605最好还包括装置617，借助该装置，移动台可根据比较结果请求该蜂窝无线电系统允许其转变为压缩传输模式，通过这种模式该移动台还可测量第二系统的传输功率。该移动台的接收机功能块611最好还包括一些装置，借助于这些装置可测量第二系统发送的信号。这些装置可与用于接收第一系统信号的装置相同，但它们也可用于仅测量所述第二系统的信号。根据一个优选实施例，上面提供的装置615、616、617可以借助于例如微处理器和软件实现。本领域的技术人员知道，通过类似于移动台的相应方式，在其他相应终端中也可实现上面提出的方案。

借助于根据本发明的方案，能避免网络之间的额外测量。如果该终端位于例如图1的小区A，那么显然相应网络的接收质量很好，因此不必进行测量。当该终端移动到所述网络的边界区域时，接收变得很弱，只有这时才启动第二网络的测量。此外，借助于本发明的方案，能根据该终端的移动方向安排测量频率，利用这种方案能节省所需的网络资源。

从运营商的角度出发，根据本发明的解决方案也是有利的。由于该终端，例如移动台，负责测量，因此可节省网络资源。最好是运营商能安排网络的设置，这样需要之时仅在特定区域允许测量。运营商例如借助于初步测量能确定这些区域。利用类似的方案，运营商能确保不进行不必要的测量。那么网络资源就可以分配给其他所需的功能。

本领域的技术人员知道，上面提出的根据本发明的方案也可应用于除上述网络之外的其他网络解决方案。一般可在所附权利要求书定义的发明观点内应用本发明。

Claims (15)

1.一种在使用第一蜂窝无线电系统的终端中启动测量由至少一个第二蜂窝无线电系统所传送的信号功率电平的方法，

其特征在于，

当由所述终端接收的第一蜂窝无线电系统的基站的信号功率电平低于一个预定门限值时，启动测量由所述第二蜂窝无线电系统的至少一个基站所传送的信号功率电平。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，定义特定于基站的门限值。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于，将基站列表连同特定于基站的门限值传送到所述终端。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，根据对于所述第二蜂窝无线电系统的基站的传输功率的测量，向所述第一蜂窝无线电系统提供响应信息。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，根据测量报告，传送所述终端在第一蜂窝无线电网络的位置估计作为响应信息。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，当所述终端具有到所述第一蜂窝无线电系统的无线电连接时，执行所述第二蜂窝无线电系统的传输功率的测量。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，利用压缩传输模式来执行所述测量。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，包括步骤：

-第一蜂窝无线电系统向所述终端传送至少一个门限值，

-所述终端测量由所述第一蜂窝无线电系统的至少一个基站所发送的信号强度，

-所述终端比较所测量的信号强度与所述门限值，

-如果所述测量的信号强度低于所述门限值，则所述终端向所述第一蜂窝无线电系统请求空闲测量时间，

-作为对所述请求的响应，所述第一蜂窝无线电系统在传送给所述终端的至少一个帧期间使用所述压缩传输模式，

-所述终端在所述压缩传输模式形成的至少一个空闲周期期间，测量所述第二蜂窝无线电系统的至少一个基站的信号强度。

9.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第一蜂窝无线电系统为WCDMA系统。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第二蜂窝无线电系统为GSM900系统。

11.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第二蜂窝无线电系统为GSM1800系统。

12.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述第二蜂窝无线电系统为UTRA TDD系统。

13.一种在使用第一蜂窝无线电系统时能够启动测量由至少一个第二蜂窝无线电系统所传送的信号功率电平的蜂窝无线电系统终端，其特征在于，所述终端包括：

-用于接收由第一蜂窝无线电系统传送给所述终端的至少一个门限值的装置，

-用于测量所述第一蜂窝无线电系统的至少一个基站传送的信号强度的装置，

-用于比较所测量的信号强度与所述门限值的装置(616)，

-用于向所述第一蜂窝无线电系统请求一个空闲测量周期的装置，所述装置用于在所述测量的信号强度低于所述门限值时，请求该空闲测量周期，

-用于在至少一个空闲测量周期期间，测量所述第二蜂窝无线电系统的至少一个基站的信号强度的装置。

14.根据权利要求13的终端，其特征在于，所述终端以压缩传输模式执行该测量。

15.根据权利要求13的终端，其特征在于，所述终端为一个移动台。

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