CN1276950A - 在无线通信系统之间实现越区切换的方法和设备 - Google Patents

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在第一无线通信系统(202)和第二无线通信系统(204)之间执行一移动通信单元(209)的相关通信信号(270)越区切换的方法。第一无线通信系统包括一陆线交换单元(211)、一计算平台(212)和第一基站系统单元(206)。第二无线通信系统包括一移动交换单元(216)和第二基站系统单元(208)。该方法包括:在第一基站系统单元和移动交换单元之间建立多条电路链路,然后由第一无线通信系统检测需要进行通信信号的越区切换。该方法还包括:由计算平台将来自该计算平台的一个消息(260)发送给移动交换单元,并由第一无线通信系统从多条电路链路中选择一条所选的电路链路(250)。由第二无线通信系统根据该消息分配一个移动通信资源,并最后通过所选择的电路链路(250)将该通信信号转接到该移动通信资源。

Description

在无线通信系统之间实现越区切换的方法和设备
本发明一般涉及通信系统，尤其涉及在无线通信系统之间实现越区切换的方法和设备。
由陆地移动无线电、蜂窝无线电话、个人通信系统(PCS)和各种其它类型的通信设备组成的通信系统是众所周知的。一种典型的多址无线通信系统，例如数字射频(RF)无线电话系统，包括一个基站系统(BSS)和至少一个基站控制器(BSC)，基站系统(BSS)具有一个或多个基站发射机和接收机(BTS)。BSS通过一条射频信道与通常称作移动站(MS)的移动通信单元通信，该移动站在由BTS服务的覆盖区内工作。BSC被链接到移动交换中心(MSC)，MSC提供多址无线通信系统与公共交换电话网(PSTN)之间的连接以及各种蜂窝无线电话通信系统的互连。MSC不但提供交换功能，还提供呼叫路由选择、呼叫计费和其中的用户特性。BSC提供移动性管理功能，例如移动站登记、位置更新和越区切换。
这种可以被称作基于MSC结构的多址无线通信系统中的一种是直接序列码分多址(DS-CDMA)蜂窝通信系统，例如在TIA临时标准(IS)-95A中所阐述的，该标准是电信工业协会于1993年7月在华盛顿特区为双模宽带扩频蜂窝系统制定的移动站-基站兼容性标准[IS-95A]。根据这些标准，在公用的1.25兆赫兹(MHz)的载波中在BSS与在BSS的业务覆盖区内通信的移动站之间传送编码的通信信号。
多址无线通信系统的功能也可以通过另一种结构来实现。通常称作通用C(Generic C)结构的这种结构利用诸如5级业务交换点(SSP)的路线交换机为无线通信系统提供交换功能，从而减少对MSC的需要。SSP还可用于提供通用C无线通信系统和PSTN之间的连接。
在通用C无线通信系统中，至少一个基站系统(BSS)被连接到SSP。另外，该SSP与一个业务控制点(SCP)进行通信。SCP是位于SSP远端的一个数据库，与SSP通信以提供用户专用信息。当被SSP询问时，SCP通过一个无线接入系统控制器/访问者位置寄存器(RASC/VLR)向SSP提供信息。可以将提供无线通信系统到陆线交换机接入的RASC/VLR与SCP设置在一起。
通信系统业务供应商和通信系统用户希望有在不同结构配置的无线通信系统之间的越区切换能力。例如，已经接收到一个陆线始发呼叫并且一开始在由通用C结构服务的无线通信系统中漫游的移动站可能要求将它的通信信号越区切换到由基于MSC结构服务的无线通信系统。
已经在标准中规定了在两个通用C结构无线通信系统之间实现移动站越区切换的能力。当前，还没有规定或设计在由通用C结构服务的无线通信系统和由基于MSC结构服务的无线通信系统之间实现移动站越区切换的能力。
因此，需要一种在结构不同的无线通信系统之间实现移动通信信号越区切换的方法和设备。
根据本发明的一个方面，通过一种方法来解决上述需要，该方法用于在第一无线通信系统和第二无线通信系统之间工作的移动通信单元的相关通信信号的越区切换。第一无线通信系统包括一陆线交换单元、一计算平台和第一基站系统单元。第二无线通信系统包括一移动交换单元和第二基站系统单元。该方法包括：在第一基站系统单元和移动交换单元之间建立多条电路链路，然后由第一无线通信系统检测需要进行通信信号的越区切换。该方法还包括：由计算平台将来自该计算平台的消息发送给移动交换单元，并由第一无线通信系统从多条电路链路中选择一条所选的电路链路。由第二无线通信系统根据该消息分配一个移动通信资源，并最后经所选择的电路链路将该通信信号转接到该移动通信资源。
根据本发明的另一方面，提供用于实现一移动通信单元的相关通信信号从第一无线通信系统越区切换到第二无线通信系统的一种设备。第一无线通信系统包括一陆线交换单元和第一基站系统单元，第二无线通信系统包括一移动交换单元和第二基站系统单元。该设备包括在第一基站系统单元和移动交换单元之间建立的一条电路链路，和与第一基站系统单元和移动交换中心通信的一计算平台。一旦检测到需要进行通信信号的越区切换，计算平台将来自该计算平台的消息发送给移动交换单元，第二无线通信系统分配一移动通信资源，电路链路和提供一路径的移动通信资源，该路径用于由第一无线通信系统将通信信号从第一无线通信系统转接到第二无线通信系统。
图1表示一个典型的无线通信系统。
图2表示两个无线通信系统，一个具有通用C结构，另一个具有基于MSC的结构。
图3表示图2所示的无线通信系统，还表示本发明的优选实施例的特征。
图4是根据本发明优选实施例的一种方法的流程图，该方法用于实现在两个无线通信系统之间通信信号的越区切换。
现在参见附图，其中同一标号表示相同的部件，图1表示一个无线通信系统100，例如一个直接序列码分多址(DS-CDMA)数字无线电话系统。基站110、112和114可以通过提供物理路径的射频(RF)信道与在覆盖区120内工作的移动站116通信，在该物理路径上传送诸如语音、数据和视频的通信信号。可以选择基站位置以提供重叠的覆盖区。基站110、112和114被连接到基站控制器(BSC)150，在该基站控制器中包括处理器162和存储器164，并且又连接到移动交换中心/访问者位置寄存器(MSC/VLR)160，在该移动交换中心/访问者位置寄存器中也包括处理器162和存储器164。BSC150与其相关基站，例如基站110、112和114，可以被称作基站系统(BSS)。MSC160被连接到PSTN170。由移动站116始发或接收的呼叫通过MSC160处理给连接到公共交换电话网(PSTN)170的有线用户或者由MSC160或其它MSC(未图示)服务的其它无线电话通信系统的用户。BSC和MSC根据公知的方法来操作并可以从摩托罗拉公司购买。
图2表示第一和第二无线通信系统。第一无线通信系统，通用C结构无线通信系统202，在此被称作通用C系统202，和基于MSC结构的无线通信系统204。
开发典型的通用C结构以从无线基站系统和陆线通信单元集成使用800MHz和1800MHz带宽容量的无线通信业务。因此，通用C系统202利用连接到基站系统单元206的现有陆线端局211来提供无线通信业务，该陆线端局211包括一个陆线端局交换机216，例如5级交换机。陆线端局211还提供到公用交换电话网(PSTN)210的接口。
基站系统单元206包括连接到BTS214和BTS215的BSC213，尽管也可以包括其它BSC和BTS。BSC213经信令链路235和至少一条中继线236与BTS214通信，并经信令链路238和至少一条中继线237与BTS215通信。可以使用多种合适协议中的一种来实施信令链路235和238。可以从摩托罗拉公司购买一种合适的基站系统单元206。
陆线端局211经信令链路230连接到计算平台212。计算平台212包括：能够向陆线端局交换机216提供业务专用信息的业务控制点(SCP)；通常称作无线接入系统控制器(RASC)的能够将基站系统单元206连接到陆线端局211的移动性管理器功能；以及能够提供本地无线用户数据库的地址寄存器(VLR)。这样一种计算平台可以被称作SCP/RASC/VLR。与基于MSC的结构不同，在陆线端局交换机216中根据来自SCP的路由选择指令执行与无线通信呼叫相关的交换功能。计算平台212使用诸如贝尔通信实验室于1992年8月制定的高级智能网(AIN)0.1(AIN0.1)的信令协议经带外信令链路230(例如SS7)与陆线端局211通信。计算平台212还可以与提供固定用户数据库的原籍位置寄存器240通信。
陆线端局211经信令链路234和诸如E1或T1的多条中继线与基站系统单元206通信，尽管仅图示了中继线231。另外，基站系统单元206提供到计算平台212的信令链路232。通过能支持用于数字和模拟移动性管理信令的IS-634协议的带外双向信令(例如SS7)来提供信令链路234和232。
第二无线通信系统，基于MSC的无线通信系统204包括与基站系统单元208和原籍位置寄存器(HLR)217通信的移动交换中心/访问者位置寄存器(MSC/VLR)216。MSC/VLR216还可以响应PSTN210并与之通信。MSC/VLR216为基站系统单元208提供交换和路由选择能力。
MSC/VLR216经信令链路242与基站系统单元208通信。可以使用在TIA/EIA/IS-634，1995年12月18日制定的用于公共800MHz的MSC-BS接口，中所定义的TIA临时标准634(IS-634)协议来实施信令链路242，该链路负责传输来自基站系统单元206的移动性管理信令。MSC/VLR216为基站收发信站224和225提供交换能力。通过多条中继线传输MSC/VLR216和基站系统单元208之间的音频业务，尽管仅图示中继线241。
例如HLR217和访问者位置寄存器的位置寄存器是数据库，在其中存储移动站例如MS206的位置和业务记录信息。访问者位置寄存器向MSC216提供用于登记一个访问移动通信单元的一个本地数据库。只要移动通信单元驻留在MSC/VLR216的地理区域内，已经从固定数据库HLR217获得信息的访问者位置寄存器保留该信息。
基站系统单元208包括连接到BTS224和BTS225的BSC223，尽管也可以包括其它BSC和BTS。BSC223经信令链路245和至少一条中继线246与BTS224通信，并经信令链路248和至少一条中继线247与BTS225通信。可以使用多种合适协议中的一种来实施信令链路245和248。
移动站209被表示为在基站系统206的覆盖区内漫游，并通过诸如IS-95或IS-91的公知射频无线接口规范与基站系统206通信。移动站209可以通过陆线端局211与另一移动站或陆线站通信。当移动站209接近通用C系统202所提供覆盖区的外边界时，移动站209的相关移动通信信号270必须被越区切换到另一个无线通信系统以继续该进行中的呼叫。在两个无线通信系统之间缺少移动通信信号越区切换的能力使得通信信号270中断。
在图3中表示根据本发明优选实施例的在图2所示的两个无线通信系统之间的越区切换能力。在图3中表示在图2所示的单元中添加提供移动通信信号越区切换能力所需要的单元。在计算平台212和MSC/VLR216之间建立一条IS-41信令链路261，在计算平台212中添加IS-41越区切换消息260，并在基站系统206和MSC/VLR216之间添加专用陆地电路250，以提供支持越区切换能力所需要的其它单元。
在图4中图示一个流程图，该流程图表示在图3所示的两个无线通信系统之间实现移动通信信号270的越区切换的一种方法，总标号为400。
方法400开始于步骤41，在该步骤中在通用C结构无线通信系统202的源基站控制器213和基于MSC结构的无线通信系统204的MSC/VLR216之间建立专用陆地电路。
在步骤42，在计算平台212和MSC/VLR216之间建立IS-41消息收发能力。通过一条IS-41信令链路261建立该IS-41消息收发能力。
接着，在步骤44，移动站209经源基站收发信站215在移动站209和源基站控制器213之间建立一条射频链路，该射频链路承载移动通信信号270。
在步骤46，源基站控制器213一旦注意到移动通信信号270的信号强度降低，立即通知计算平台212需要为移动通信信号进行越区切换。根据在越区切换消息例如越区切换请求消息中所包含的信息，源基站控制器213通知需要进行从源基站收发信站215到目标基站收发信机的越区切换。除了包含移动站的标识之外，越区切换请求消息还包括小区标识符(CELL ID)或者移动站正在经过的覆盖区。
接着，在步骤48，根据越区切换消息，计算平台212确定移动站209在由目标基站收发信站224所服务的覆盖区内漫游。
在步骤50，计算平台212选择一条专用陆地电路，所选陆地电路250能够承载移动站音频业务。
接着，在步骤52，计算平台212启用自身与MSC/VLR216之间的IS-41消息收发能力，以请求从源基站收发信站215到目标基站收发信站224的通信信号的越区切换。例如，一个IS-41功能指令启用消息(Facilities Directive Invoke message)被从计算平台212经信号链路261发送给MSC/VLR216，该消息包含相关信息，其中包括所选电路链路250的标识。
接着，在步骤54，MSC/VLR216向目标基站控制器223发送一个请求消息，请求源基站收发信机215与目标基站收发信机224之间通信信号270的越区切换。例如，MSC/VLR216向目标基站控制器223发送一个IS-634越区切换请求消息(Handover request message)，该消息包括目标基站收发信站224的标识。
在步骤56，目标基站控制器223用一个确认消息响应MSC/VLR216，该消息包括描述目标基站收发信站224的资源分配的信息。例如，可以使用一个IS-634越区切换确认消息(Handoff Acknowledgmentmessage)，它包括所分配的与目标基站收发信机224相关的目标射频信道。
接着，在步骤58，MSC/VLR216通过IS-41消息收发能力将描述目标基站收发信机224资源分配的信息转发给计算平台212，以确认在步骤54所述的请求。例如，响应来自计算平台212的IS-41功能指令启用消息，MSC/VLR216将IS-41功能指令返回结果消息(Facilities Directive Return Result message)返回给计算平台212。
在步骤60，通过越区切换命令消息将描述目标基站收发信机224相关资源分配所需的信息发送给源基站收发信机215，例如通过T1.659越区切换命令消息(Handover Command message)。除了所分配的目标射频信道之外，资源分配还包括陆地电路。
接着，在步骤62，源基站控制器213通过一个合适的无线接口消息，例如一个J-STD-008扩展越区切换指示消息(Extended HandoffDirection message)，指示移动站209获取所分配的目标射频信道。
在步骤64，源基站控制器213在陆线端局和MSC/VLR216之间经电路251和所选电路链路250发送移动站音频业务。
接着，目标基站控制器223检测在所分配的目标射频信道上存在与移动站209相关的可靠的通信信号280，然后在步骤66利用越区切换完成消息(Handoff Complete message)通知MSC/VLR216。
最后，在步骤68，MSC/VLR216利用IS-41移动信道启用消息(Mobile On Channel Invoke message)通知计算平台212已经完成连接。
虽然上面描述了移动通信信号从通用C结构无线通信系统到基于MSC的无线通信系统的越区切换，可以预见在另一实施例中可以实现从基于MSC的无线通信系统到通用C结构无线通信系统的越区切换。
在不脱离后附权利要求及其等价权利要求的精神和范围的情况下，显然可设计本发明的其它形式和除上述具体实施例之外的其它实施例。

Claims (10)

1.一种实现一移动通信单元的相关通信信号从第一无线通信系统到第二无线通信系统越区切换的方法，第一无线通信系统包括一陆线交换单元、一计算平台和第一基站系统单元，第二无线通信系统包括一移动交换单元和第二基站系统单元，该方法包括：
在第一基站系统单元和移动交换单元之间建立多条电路链路，第一基站单元和移动交换单元响应于计算平台；
由第一无线通信系统检测需要进行通信信号的越区切换；
由计算平台将来自该计算平台的消息发送给移动交换单元；
由第一无线通信系统从多条电路链路中选择一条所选电路链路；
由第二无线通信系统根据该消息分配一个移动通信资源；和
通过所选电路链路将该通信信号转接到该移动通信资源。
2.根据权利要求1的方法，其中在检测步骤之前，在移动通信单元和陆线交换单元之间建立第一信令链路，第一信令链路的一部分通过第一基站系统单元。
3.根据权利要求1的方法，其中发送消息的步骤还包括：
由计算平台启用计算平台和移动交换单元之间的消息收发能力；
利用消息收发能力请求通信信号从第一基站单元到第二基站单元的越区切换。
4.根据权利要求1的方法，其中移动通信资源包括第二基站系统单元和移动通信单元之间的射频信道。
5.根据权利要求4的方法，其中移动通信资源还包括第二基站系统单元和移动交换单元之间的信令链路和业务链路。
6.根据权利要求4的方法，其中在转接步骤之前，在移动通信单元和陆线交换单元之间建立第二信令链路，该第二信令链路的一部分包括该移动通信资源。
7.根据权利要求1的方法，其中第一无线通信系统包括一个基于通用C结构的无线通信系统。
8.根据权利要求1的方法，其中陆线交换单元包括一个五级交换机。
9.根据权利要求1的方法，其中第二无线通信系统包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统和模拟通信系统中的一种。
10.根据权利要求1的方法，其中通信信号与一无线通信单元相关。
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