CN1334687A - 在蜂窝移动无线通信网中进行无线传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在蜂窝移动无线通信网(1)中进行无线传输的方法。具有多级无线小区结构的蜂窝移动无线通信网(1)具有小无线小区(2)和至少一个叠加在小无线小区(2)上面的较大的无线小区(3)。为了再现可能的实时无线传输,建议经过至少一个叠加在上面的较大的无线小区(3)执行实时无线传输。最好经较小的无线小区(2)执行非实时数据传输。为进一步改进传输质量,建议在非实时数据传输的情况中断该数据传输直到测量的干扰信号低于预定的干扰门限。

Description

在蜂窝移动无线通信网中 进行无线传输的方法

技术领域

本发明涉及一种在蜂窝移动无线通信网中进行无线传输的方法。该移动无线通信网具有多级无线小区结构，该结构具有小无线小区和在该小无线小区之上的至少一个较大的无线小区。

背景技术

本发明还涉及一种具有多级无线小区结构的蜂窝移动无线通信网。该多级无线小区结构包括小无线小区和在该小无线小区之上的至少一个较大的无线小区。

此外，本发明涉及一种控制无线小区群的装置，该无线小区群包括蜂窝移动无线通信网的若干无线小区。该移动无线通信网具有多级无线小区结构，该结构具有小无线小区和在该小无线小区之上的至少一个较大的无线小区。

开头陈述的这种具有控制无线小区群装置的移动无线通信网为本领域技术人员所熟知。移动无线通信网可以细分为多个层，移动无线通信网的不同组件位于各自的层上。

无线通信网的最低层是例如移动无线电话形式的用户终端(所谓的用户设备，UE)。基站位于该层之上。移动无线通信网在地理上细分成多个无线小区。至少一个基站位于每个无线小区中。在根据通用移动通信系统(UMTS)标准工作的移动无线通信网中，基站标记为节点B。基站控制建立到终端的无线传输连接和断开连接，并协调到无线小区内多个终端的连接。该无线传输连接可以构造成传送所谓电路交换数据的固定连接或传送所谓分组交换数据的虚拟连接。经无线传输连接传送的信号是数字语音或数据信号。非实时数据信号最好通过分组交换传送。

位于更高一层的是控制无线小区群的装置。这种装置在所有情况下指定给多个基站。在UMTS标准中，这种装置标记为无线网络控制器(RNC)。该装置例如控制无线小区群的无线资源(所谓的无线资源管理)或功率资源(陆地资源管理)。特别是，该装置负责从一个无线小区到另一个无线小区传递无线传输连接(所谓的越区切换)，或在UMTS标准中，负责将一个终端连接到至少两个基站(所谓的宏分集模式)。

在最高层，存在指定到固定网络(核心网)的至少一个中继设备，该中继设备优先于控制无线小区群的装置。通过此中继设备建立从一个移动终端到固定网络用户终端的无线传输连接。

例如经互联网协议(IP)的分组交换无线传输正逐渐变得重要。这种例子是第三代UMTS标准或根据所谓EDGE(GSM发展的增强数据速率)或所谓GPRS(通用分组无线业务)的无线传输方法。增加分组交换数据传输的使用意味着无线传输对时间要求不非常严格的非实时业务的增加。但主要问题涉及实时无线传输。如果在两个无线小区之间执行越区切换时问题尤其突出。在传统移动无线通信网中，建立新的无线传输连接可能需要一秒以上。越区切换可能占用七秒，这对于实时无线传输来说太长。

具有多级无线小区结构的移动无线通信网为本领域人员所熟知，该结构具有较小的无线小区(所谓的微小区或皮小区)和在微小区之上的较大无线小区(叠加小区)。

发明内容

本发明的目的在于再现可能的实时无线传输，特别是具有多级无线小区结构的移动无线通信网中的实时数据传输，并改进传送质量。

为了实现此目的，从开头陈述的这种方法再进一步研究的本发明建议经至少一个叠加在上面的较大无线小区执行实时无线传输。

利用实时无线传输，即经过移动无线通信网的较大无线小区无线传输实时业务一定能够降低移动无线通信用户在移动无线通信网内的确定路径移动时越区切换必需的次数。这导致诸如电话业务的实时业务传输质量以及分组交换数据业务的显著改进。根据本发明的方法再现移动无线通信网中可能的IP话音通信和其它的实时应用。本发明其它的优点在于实现此方法简单和实现此方法不需要改变具有该基站的移动无线通信网的哪一层的事实。

根据本发明一有利的发展，提议一种经较小无线小区执行的非实时数据传输。例如对短消息(例如短消息业务SMS)或文件可以使用非实时数据传输连接，或者例如访问因特网可以使用无线应用协议(WAP)。

根据本发明的优选实施例，建议一种经过无线小区建立的无线传输连接(所谓的呼叫建立)，或者一种通过从一个无线小区到根据是否实时执行无线传输选择的无线小区经过的无线传输连接(越区切换)。在现有技术的情况下，在呼叫建立或越区切换时主要根据诸如无线小区的使用情况或所需的传输功率选择无线传输连接的适当无线小区。根据本发明，对于选择适当无线小区加入的另一个标准是无线传输连接的类型，即是否实时执行无线传输。

根据本发明的另一个有利的发展，提议了在诸如GPRS的非实时无线传输的情况下，打扰无线传输直到所测的干扰信号低于预定的干扰门限。在移动无线通信网中，一个用户终端可以引起对同一无线小区或相邻无线小区的一个或多个其它终端的干扰。例如如果干扰终端用高传输功率传送或者提示基站用高传输功率向回传送，则可能出现这种情况。根据该发展建议的方法可以在诸如GRPS或EDGE的非实时数据传输的情况下最小化这种干扰信号。此发展建议的方法特别应用于非实时数据传输的情况。但是，可以想像例如在用户终端位于远离基站的地方或处于无线通信空白区的情况下，此方法应用在具有高平均传输功率(例如GERAN、GSMEDGE无线接入网，增强EDGE传输)的实时无线传输中。该建议方法特别适用于根据码分多址(CDMA)方法传送数据的移动无线通信网，诸如UMTS，因为在这种网中以高功率无线传输时可能出现终端之间的互干扰信号。作为根据本发明方法的发展，所描述的这种方法特别有利，其中经过具有多级无线小区结构的蜂窝移动无线通信网的大无线小区执行实时无线传输。根据此发展的方法具有降低所述移动无线通信网所包括终端之间互干扰信号的优点，在该移动无线通信网中，无线传输不是分组交换和不只经过大无线小区执行实时无线传输。

根据本发明的另一个优选实施例，提议在装置的媒介接入控制(MAC)层实现该方法，该装置用于控制无线小区群，如果干扰超过预定的干扰门限，则对于不实时传送的数据测量干扰和中断数据传输。通过改变控制无线小区群装置的媒介接入控制(MAC)实现所建议的方法(例如，UMTS情况下的RNC)。MAC层一收到用于传送的数据分组，该MAC层就检验干扰信号的状态。如果状态是＂严重＂，则中断数据传输。

有利的是，周期性地测量干扰信号，并且如果干扰低于预定干扰门限则恢复数据传输。干扰信号的状态一变为＂不严重″就恢复数据传输。

最好只在平均传输功率高于预定功率门限的非实时数据传输情况下中断数据传输。因为干扰信号还可以导致不具有高传输功率的数据传输，根据本发明的方法主要补救在这样一种方式引起的干扰，本发明的实施例避免数据传输的不必要的中断。

作为实现本发明目的的另一种装置，从开头陈述的这种蜂窝移动无线通信网进一步建议移动无线通信网具有选择无线小区的装置，以便建立无线传输连接(呼叫建立)或从另一个无线小区传递无线传输连接(越区切换)。根据是否实时执行该无线传输做出该选择。

根据本发明的一有利的发展，提议选择无线小区的装置对于实时无线传输选择较大的无线小区。

而且建议选择无线小区的装置对于非实时数据传输选择较小的无线小区。

根据本发明的优选实施例，建议该移动无线通信网具有执行根据本发明方法的装置。

作为实现本发明目的的另一种装置，从开头陈述的这种蜂窝移动无线通信网的控制包括多个无线小区的无线小区群的装置，进一步建议该装置具有选择无线小区的装置，以便根据是否实时执行无线传输建立无线传输连接(呼叫建立)或从另一个无线小区传递无线传输连接(越区切换)。

根据本发明的一有利的发展，提议选择无线小区的装置对于实时无线传输选择较大的无线小区。而且建议选择无线小区的装置对于非实时数据传输选择较小无线小区。

作为本发明的优选实施例，建议该移动无线通信网具有执行根据本发明方法的装置。

尤为重要的是以存储元件的形式实现根据本发明的方法，以提供给蜂窝移动无线通信网的用于控制包括多个无线小区的无线小区群的装置。存储在存储元件上的是能够在计算装置，特别是微处理器上执行的程序并适于执行根据本发明的方法。因此，在这种情况下，本发明通过存储在存储元件上的程序实现，因此装备有该程序的存储元件以与执行程序的方法相同的方式构成本发明。特别是，例如只读存储器，随机存储器或闪速存储器的电存储媒介可以用作存储元件。

附图说明

本发明的其它特征、应用可能性和优点下面通过附图表示的本发明实施例的描述披露。所有不论单独或组合描述或表示的特征构成本发明的主题，与其在权利要求书中的组合或其参考无关，并且与说明书或各个附图中的文字表述无关，其中：

图1表示根据本发明蜂窝移动无线通信网的优选实施例的示意图；和

图2表示图1移动无线通信网的另一个示意图；

图3表示根据本发明方法的优选实施例的流程图；

图4表示根据本发明控制蜂窝移动无线通信网的无线小区群的装置；和

图5表示根据本发明减少干扰信号方法的流程图。

图1中，以通用移动通信系统(UMTS)的形式，用附图标记1表示完整的根据本发明的蜂窝移动无线通信网。移动无线通信网1具有多级无线小区结构，该结构包括较小的无线小区2(所谓的微小区或皮小区)和叠加在上面的较大的无线小区3(叠加小区)。

移动无线通信网1细分为多个层(参见图2)，移动无线通信网1的不同组件位于各层中。无线通信网的最低层是例如移动无线电话形式的用户终端4(所谓的用户设备，UE)。基站5位于该层之上。移动无线通信网1在地理上细分成多个无线小区2、3。至少一个基站5位于每个无线小区2、3中。在UMTS标准，基站5标记为节点B(NB)。基站5控制建立到终端4的无线传输连接和断开连接，并协调到无线小区2、3内多个终端4的连接。无线传输连接例如用于电话或也用于传送所谓的分组交换数据。例如根据互联网协议(IP)执行分组交换数据传输。例如根据第三代UMTS标准或诸如EDGE(GSM发展的增强数据速率)或GPRS(通用分组无线业务)的方法执行分组交换数据传输。

位于更高一层的是控制无线小区群的装置6。在UMTS标准中，装置6也标记为无线网络控制器(RNC)。这种装置6在所有情况下指定到多个基站5。无线小区群的尺寸可以设计成相应于大无线小区3或可以不同于后者的尺寸。该装置6例如控制无线小区群的无线资源(所谓的无线资源管理)或功率资源(陆地资源管理)。特别是，装置6负责从一个无线小区2、3到另一个无线小区2、3传递无线传输连接(所谓的越区切换)，或在UMTS标准中，负责将一个终端4连接到至少两个基站5(所谓的宏分集模式)。

在最高层，存在指定到固定网络(核心网)的至少一个中继设备7，该中继设备优先于控制无线小区群的装置6。通过此中继设备7建立从一个终端4到固定网络用户终端的无线传输连接。

实时业务的无线传输特别是分组交换数据传输正逐渐引起问题。如果在两个无线小区2、3之间执行越区切换时问题尤其突出。在GPRS的情形下，建立新的无线传输连接可能需要一秒以上。越区切换可能占用七秒，这对于实时无线传输来说太长。

因此，根据本发明建议经过较大的无线小区3执行实时无线传输，以便减少必需的越区切换次数。另外，本发明导致减少实时业务的中断(业务中断)。在图1的例子中，从A到B经过路径8的小无线小区2到用户终端4的无线传输连接必须执行六次越区切换。相比之下，在经过大无线小区3的无线传输连接的情况下，不需要一次越区切换，导致无线连接质量的明显改善。另外，用明显更高的可靠性完成无线传输连接的实时要求。为此，根据本发明的方法特别适用于IP话音通信或移动无线通信网中的其它实时应用。

下面参照图3更全面的描述根据本发明的方法。它从功能块10开始。用户终端4或者处于关闭状态或者处于呼叫工作状态。然后查询块11检验是否建立到无线小区2的无线传输连接。这是例如如果终端4关闭为了与无线小区2建立无线传输连接或者如果终端4呼叫工作从另一个无线小区2传递工作无线传输连接到无线小区2的情况。如果不建立与无线小区2的无线传输连接，该操作回到最初的状态(终端4关掉或呼叫工作)。

但是如果建立无线小区2、3的无线传输连接，在功能块12选择无线传输连接要建立的无线小区2、3。在终端4关闭的情况下，最好终端4位于其中一个无线小区2、3，在终端4呼叫工作的情况下，终端4正移入其中一个无线小区2、3。查询块13然后检验在选定的无线小区2、3能否实现必需的传输功率。如果不，则在功能块14选择不同的无线小区2、3。

但是如果在选定的无线小区2、3实现了必需的传输功率，则查询块15检验是否选定的无线小区2、3具有较低的使用率，即这使用率不超过预定的使用门限。如果不是这种情况，即如果选定的无线小区2、3过载，则该操作回到功能块14并选择不同的无线小区2、3。根据可完成的传输功率标准和使用率选择无线小区2、3为本领域人员所熟知。

根据本发明加入选择无线小区2、3的另一个标准是由查询块16进一步查询是否实时执行无线传输。如果否，该操作分到功能块17，其中建立与选定的无线小区2的传输连接。根据本发明的方法在18结束。在结束根据本发明的方法之前，还可以在位置C执行图5所示的减少干扰信号的方法。

但是如果需要实时无线传输，查询块19检验是否已经选择移动无线通信网1的大无线小区3。如果是，该操作可以直接分支到功能块18，并可以建立到选定无线小区3的无线传输连接。但是如果已经选择小无线小区2，则在功能块20选择小无线小区2之上的大无线小区3。只有在操作分支到功能块18之后，才建立到选定无线小区3的无线传输连接。

在图4表示的根据本发明的装置6也标记为RNC(无线网络控制器)。装置6控制通用移动通信系统(UMTS)无线通信网1的包括多个无线小区的无线小区群(参见图1)。装置6细分为多个层。顶层标记为控制平台22并包括OAM(操作和维护)服务器和电信服务器(都没有示出)。控制平台22例如经以太网连接23直接连接到下一层。

下一层标记为辅助子系统24并包括多个处理器25XPU。每四个处理器25组合形成处理器组XPU Iu、XPU Iur、XPU Iub-UE和XPUIub-NB。下一层标记为传输子系统26并包括至少一个开关元件(未示出)。开关元件标记为因特网协议(IP)路由器或多径自路由选择(MPSR)开关。

从该开关元件，多个接口27 Iu、Iur、Iub-UE、Iub-NB分出来到无线通信网1的不同组件。无线通信网1的组件包括至少一个用户终端4、至少一个基站5、至少一个控制另一个无线小区群的装置6和至少一个中继设备7。接口27 Iu、Iur、Iub-UE和Iub-NB经传输子系统26的开关元件连接到处理器25XPU。

装置6还包括至少一个存储元件28，其存储能够在微处理器25上执行的程序。该程序适于执行根据本发明的方法。特别是，例如只读存储器，随机存储器或闪速存储器的电存储媒介可以用作存储元件26。

在移动无线通信网中，可以改变终端4和基站5之间无线传输的传输功率以允许达到确定的传输质量(例如，＂误比特率＂或＂误帧率＂)。如果用户终端4用高传输功率传送或提示基站5用高传输功率往回传送，则终端4可以引起同一无线小区2、2或相邻无线小区2、3中一个或多个其它终端4的干扰。利用图5表示的方法可以最小化这类干扰信号。可以在位置C执行图3所示根据本发明的一部分方法。在图5的方法中，中断无线传输直到测量的干扰信号低于预定的干扰门限。此方法特别应用于非实时数据传输的情况。但是，也可以想像将此方法应用于具有高平均传输功率的实时无线传输的情况，例如，用户终端4位于远离基站5的位置或处于无线通信空白区的情况。图5的方法特别适用于根据码分多址(CDMA)方法传送数据的移动无线通信网1，诸如UMTS，因为在这种网中以高功率无线传输时可能出现终端4之间的互干扰信号。

在控制无线小区群的装置6的媒介接入控制(MAC)层实现图5的方法。MAC层的功能块30一收到用于传送的数据分组，MAC层的查询块31就检验干扰信号的状态。如果状态是＂严重＂，即如果干扰信号超过预定干扰门限，则数据传输在功能块32中断。然后在功能块33等待预定的一段时间T，然后分支到查询块31并再检验干扰信号的状态。如果干扰信号的状态是＂不严重＂，即如果干扰信号低于预定义干扰门限，功能块30收到的数据分组传送到功能块34。该操作然后分支回到功能块30用于接收另外的数据分组。

如此周期性地测量干扰信号，并且如果干扰低于预定干扰门限则恢复数据传输。干扰信号的状态一变为＂不严重＂就恢复数据传输。

Claims (13)

1.用于在蜂窝移动无线通信网(1)中进行无线传输的方法，该网络(1)具有多级无线小区结构，该结构具有小无线小区(2)和至少一个叠加在小无线小区(2)上的较大的无线小区(3)，其特征在于经过至少一个叠加在上面的较大无线小区(3)执行实时无线传输。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于经过较小的无线小区(2)执行非实时无线传输。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于经过无线小区(2、3)建立无线传输连接或无线传输连接从无线小区(2、3)传递到根据是否实时执行无线传输选择的无线小区(2、3)。

4.根据权利要求1到3任何一个的方法，其特征在于在非实时数据传输的情况下，无线传输中断直到测量的干扰信号低于预定干扰门限。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于在控制无线小区群的装置的媒介接入控制(MAC)层实现该方法，如果干扰信号超过预定的干扰门限，则对于没有实时传送的数据测量干扰信号并中断数据传输。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于周期性地测量干扰信号，并且如果干扰低于预定干扰门限则恢复数据传输。

7.根据权利要求4到6任何一个的方法，其特征在于只有在平均传输功率高于预定功率门限的非实时数据传输情况下中断数据传输。

8.具有多级无线小区结构的蜂窝移动无线通信网(1)，具有小无线小区(2)和至少一个叠加在小无线小区(2)上面的较大的无线小区(3)，其特征在于移动无线通信网(1)包括选择无线小区(2、3)的装置(6)，以便根据是否实时执行无线传输，建立无线传输连接或从另一个无线小区(2、3)传递无线传输连接。

9.根据权利要求8的移动无线通信网，其特征在于选择无线小区的装置对于实时无线传输选择较大的无线小区。

10.根据权利要求8或9的移动无线通信网，其特征在于选择无线小区的装置对于非实时无线传输选择较小的无线小区。

11.控制蜂窝移动无线通信网(1)的包括多个无线小区(2、3)的无线小区群的装置(6)，该网络具有多级无线小区结构，该结构具有小无线小区(2)和至少一个叠加在小无线小区(2)上面的较大的无线小区(3)，其特征在于装置(6)包括选择无线小区(2、3)的装置，以便根据是否实时执行无线传输，建立无线传输连接或从另一个无线小区(2、3)传送无线传输连接。

12.根据权利要求11的装置(6)，其特征在于选择无线小区(2、3)的装置对于实时无线传输选择较大的无线小区(3)。

13.根据权利要求11或12的装置(6)，其特征在于选择无线小区(2、3)的装置对于非实时无线传输选择较小的无线小区(2)。

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