CN1348671A - 用于利用定位信息执行越区切换的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提出了一种对于移动站MS执行越区切换进程的方法,所述方法包括步骤:处理(S3)与移动站相关的定位信息以及与基地收发信站BTS 1A,BTS 1B,BTS 2,BTS 3相关的位置相关;在所述处理(S3)结果的基础上,判定(S4)是否满足第一越区切换的条件;当满足所述第一越区切换条件时,指定(S9)所述通信网络中的下一个基地收发信站,与所述移动站MS的通信从当前基地收发信站指向所述的下一个基地收发信站;触发从当前基地收发信站到指定步骤(S9)中指定的下一个基地收发信站的移动站MS的通信连接,并且执行(S11)越区切换。而且,还提出了一种用于控制所述越区切换的对应设备。

Description

用于利用定位信息执行越区切换的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种对于可在不同小区之间通信网络中的移动站执行越区切换进程的方法以及对应的设备。尤其是，本发明提出了一种利用定位信息用以执行越区切换进程的方法及对应的设备。
背景技术
业已知道诸如GSM系统的移动通信网络的结构如下所示。移动业务交换中心MSC控制至少一个基站控制器BSC。一个基站控制器又控制至少一个基地收发信站BTS，该BTS覆盖一个指定的通信区域。所述的通信区域或者覆盖被称为一个小区。基地收发信站与该小区内的各个移动站MS通信。
当移动站在通信网络中移动时，必须保证移动站和通信网络之间的连接即使在该移动站离开一个基地收发信站的小区并且进入另一个小区时也不会被中断。用子保持连接的进程被称为越区切换。
在这种越区切换期间，移动站到通信网络的连接从一个小区变换到另一个小区。此外，当各个基地收发信站由不同的基站控制器控制时，该基地收发信站的越区切换与基站控制器的越区切换相组合。而且，在相应情况下，越区切换可以发生在两个移动业务交换中心之间。此外，越区切换也可能发生在利用不同技术的通信网络之间，诸如越区切换发生在GSM网络和宽带码分多址(WCDMA)网络之间，或者在GSM网络与无线电本地网络之间。
为了确定是否需要越区切换，需要某些测量结果。通过这些测量结果，诸如连接的质量、信号强度、误码率等，检验所监视的基地收发信站。相应的结果用于确定是否需要越区切换。例如，当前基地收发信站的信号器强度减少，而另一个基地收发信站的信号强度增加。如果信号强度的比率达到一个预定的水平(即，当前所使用的基地收发信站的信号强度低于预定的门限水平)，则从当前使用的基地收发信站到具有较好信号强度的其他基地收发信站的越区切换将被启动。
为了通知移动站关于哪些基地收发信站可以利用(即该移动站处于哪些覆盖区中)，并且得到对于所述可利用测量结果的必需信息，基地收发信站使用信令信道来发送和接收该信息。所述信令信道的其中一种是广播控制信道(BCCH)，该信道由各个基地收发信站持久地广播，例如在TDMA帧的某个时隙中。所述BCCH可以与该基地收发信站的无线电信标相比较，其中经过所述的BCCH，建立移动站和基地收发信站之间的第一连接。该BCCH也被用于通知移动站关于接入参数等，并且实现位置确定。
另一方面，在相应小区中有更多业务量的情况下也需要越区切换。每个小区具有一定数量的业务信道，用于数据交换和语音传输。如果用户希望发出一个呼叫，但是由于许多当前的有效呼叫而没有更多的TCH可以利用，则越区切换到带有可利用TCH的另一个小区中，即使对于该新的小区的测量结果，诸如信号强度产生了较低值。
应该注意到的是，越区切换进程可以在呼叫建立阶段期间以及在有效呼叫期间执行。
然而，由于只有一定数量的信道可以利用，就通信网络的无线电通信资源而言，诸如BCCH的信道的持久传输是非常浪费的。
此外，即使在其覆盖区中并不存在移动站，通信网络的每个基地收发信站也被持久地开启，以传送所述的BCCH。这将导致不必要的功率浪费。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够执行越区切换进程，同时保持可利用无线电资源的较好使用的方法，并且提供一种用于执行所述越区切换进程的对应设备。
根据本发明，该目的通过对于在通信网络中通信且在其中移动的移动站执行越区切换进程方法来实现，所述通信网络包括多个基地收发信站，这些基地收发信站用于执行与其覆盖区中的所述移动站的通信，所述方法包括步骤：处理与移动站相关的定位信息以及与基地收发信站相关的位置信息；基于所述处理的结果，确定是否满足第一越区切换条件；当第一越区切换满足时，指定所述通信网络中的下一个基地收发信站，与所述移动站的通信将从当前基地收发信站指向所述的下一个基地收发信站；触发该移动站的通信连接从当前基地收发信站切换到在所述指定步骤中指定的下一个基地收发信站；并且执行越区切换。
而且，本发明提出了一种对于在通信网络中通信且在其中移动的移动站执行越区切换进程的设备，所述通信网络包括多个基地收发信站，这些基地收发信站用于执行与其覆盖区中的所述移动站的通信，所述设备包括：处理与移动站相关的定位信息以及与基地收发信站相关的位置信息，并且基于所述处理的结果，确定是否满足第一越区切换条件的处理装置；当第一越区切换满足时，指定所述通信网络中的下一个基地收发信站的指定装置，与所述移动站的通信将从当前基地收发信站指向所述的下一个基地收发信站；触发该移动站的通信连接从当前基地收发信站切换到在所述指定装置中指定的下一个基地收发信站的触发装置。
本发明进一步改进的优点在相应从属权利要求中指出。
根据本发明，所提出的方法和/或设备利用定位信息，该定位信息被周期性地确定以判定是否将执行越区切换，以及通信连接将被改变到哪个基地收发信站。这提高了基地收发信站的使用率，因为越区切换述是由对应的网络设备，例如基站控制器BSC所启动的。通过减少没有直接用于通信的信道数，减少了系统的干扰电平以及网络容量。
而且，可以使用可以被关闭的基地收发信站。只有当移动站位于所述基地收发信站的覆盖区时，所述基地收发信站才由相应的基站控制器开启。这节省了费用，并且减少了功率损耗。
附图说明
下面结合实例并参照附图详细描述本发明。
图1详细示出了通信网络的基本结构；
图2示出了在图1的通信网络中的根据本发明的越区切换进程的流程图；
图3示出了根据本发明的用于控制越区切换进程的设备的电路方框图。
具体实现方式
图1详细示出了通信网络，例如GSM系统的基本结构。移动站MS在所述的通信网络中移动。所述的通信网络包括至少一个移动业务交换中心MSC，该MSC控制该通信网络。所述的移动交换中心MSC连接到一个或者多个基站控制器BSC1，BSC2和BSC3。每个所述的基站控制器连接到并且控制相应的基地收发信站BTS 1A、BTS 1B、BTS 2和BTS 3。基地收发信站具有一个相应的覆盖区，在该覆盖区中，它们用于执行与所述移动站MS的通信。所述的覆盖区被称为小区。
如上所述，当移动站在所述的通信区域内移动时，并且例如当前与移动站MS连接的小区的信号质量降低时，可能需要一个越区切换进程。越区切换的不同可能性由虚线指示。这些可能性是在一个基站控制器BSC1的小区之间的越区切换(BTS 1A到BYS 1B)，或者不同基站控制器BSC 1和BSC 2的小区之间的越区切换(BTS 1B到BYS2)。所指示的其它可能性是从BTS 1B到BTS 3的越区切换。这是将在下文讨论的第二实施例的一部分。
显然的是，对于越区切换进程的控制是在网络单元中，诸如在继站控制器BSC中或者在移动业务交换中心MSC中，这取决于越区切换发生在哪个分层水平。在下文中，参照图2详细地描述了这样一种情况，即根据本发明的越区切换进程发生在同一基站控制器BSC 1的基地收发信站BTS 1A和BTS 1B之间。
参照图2，描述了根据本发明的越区切换进程。在移动站MS已经建立与网络的通信连接(步骤S1)之后，在执行定位信息获得步骤S2。从步骤S2得到所述定位信息包括确定与所述移动站MS相关的位置，以及将所述得到的定位信息传送到一个网络设备(在此为BSC1)，用以进一步的处理。
确定与移动站MS相关的位置可以由不同的方法实现。例如，全球定位系统(GPS)可以用于该目的。而且，类似观测时间差别(OTD)或者时间到达(TOA)的方法可以用于位置确定。而且，所述测量结果的组合也是可能的。用于定位移动站的技术也已用于E911业务中，该业务允许位置确定带有相应设备的移动站。
所述的位置确定可以由GPS，TOA，OTD等来执行，如上所述。位置确定例如可以被周期性地触发。该周期以及位置测量结果的类型可以是用户特定的。而且，位置确定可以在移动站MS或者在对应的网络单元中执行，诸如基地收发信站BTS，这取决于所使用的位置确定方法(例如，在移动站MS中使用GPS)。
在步骤S2中得到的定位信息指的是移动站MS的定位，它被传送到相应网络单元BSC 1中。然而，如果在不同基站控制器的基地收发信站之间执行越区切换进程，则信息传送到移动业务交换中心MSC中，因为MSC执行对于后面类型越区切换的控制。
在上述情况下，该定位信息在基站控制器BSC 1中处理(步骤S3)。在处理时，所传送的定位信息与基地收发信站，例如BTS 1B的已知位置信息相比较，以检查该移动站何时位于相邻基地收发信站的覆盖区中，从而满足越区切换条件。与基地收发信站相关的所述位置信息也包括相应小区的覆盖区的信息，以及对应基地收发信站的方向性图。
在处理该位置信息之后，基于在处理步骤S3中所处理的位置信息，在步骤S4中判定是否满足第一越区切换条件，例如由于移动站在所述基地收发信站BTS的覆盖区中的移动，以及由于信号质量的降低。如果在步骤S4制定为“是”，所述通信网络中的一个基地收发信站被指定为越区切换的目标(步骤S9)。所述的指定基地收发信站例如为BTS 1B，通信连接将从当前使用的基地收发信站BTS 1A指向BTS 1B。
在步骤S10，移动站MS到通信网络的通信连接从当前基地收发信站BTS 1A指向在指定步骤S9指定的下一个基地收发信站BTS1B。随后，执行越区切换并且越区切换进程返回步骤S1(步骤S12)。
如果在步骤S4中的判定为“否”，则开始步骤S5，在步骤S5中检验是否将执行进一步的测量。这可以是用户特定的。如果不执行进一步的测量，则进程转到步骤S12。
如果在步骤S5中的判定为“是”，则选择将被执行的测量(步骤S6)，例如基于用户技术规范。所述的测量例如是业务信道的可利用性，信号强度等。在步骤S7，执行指定的测量。
随后，在步骤S8，验证测量的结果。如果测量结果指示不需要越区切换(例如有足够的业务信道可以利用)，则进程转到步骤S13。另一方面，如果测量结果指示一个(第二)越区切换条件(在步骤S13中判定为“是”)，所述的第二越区切换条件重新给定为步骤S9中指定的目标小区，用以执行一个越区切换(S10，S11)。
参照图3，图3描述了用于控制上面结合图2所述的越区切换进程的设备。也就是说，详细地描述了发生在同一基站控制器BSC 1的基地收发信站BTS 1A与BTS 1B之间的根据本发明的越区切换进程。然而，如上所述，也可以由对应设备控制另一分层水平中的越区切换。
所述设备包括一个定位获得装置1，用以得到与所述移动站MS相关的定位信息。该定位获得装置1从移动站MS自身或者从当前的基地收发信站BTS接收与移动站MS相关的定位信息(由虚线指示)，这取决于哪种对应的定位方法(全球定位系统GPS、观测时间差值(OTD)或者时间到达(TOA)等)用于位置确定，如上所述。尽管位置信息经过空中接口指向基地收发信站BTS，因而指向定位获得装置1是非常容易理解的，但是为了简化起见，来自移动站自身的定位信息直接指向定位获得装置1。
定位确定例如可以被周期性地触发。该周期以及位置测量的类型可以是用户特定的。
所接收的定位信息由所述的定位获得装置1被转发倒处理装置2以及存储器装置3。所述的处理装置2处理与移动站MS相关的定位信息以及基地收发信站的位置信息(在这种情况下，为BTS 1B的位置以及覆盖区)。所述的位置信息存储在所述的存储器装置3中。而且，与移动站MS相关的定位信息存储在所述的存储器装置3中。
处理装置2将移动站MS的定位与基地收发信站BTS的位置信息相比较。在比较的基础上，处理装置2判定是否满足第一越区切换条件，例如何时移动站移动到另一个收发信站的覆盖区中。如果满足第一越区切换条件，则目标小区指定装置4在所述通信网络中指定一个目标基地收发信站(在这种情况下为BTS 1B)，通信连接从当前基地收发信站BTS 1A指向BTS 1B。
触发装置5执行通信连接从当前基地收发信站BTS 1A，指向由所述指定装置4通过转发对应命令所指定的新基地收发信站BTS 1B的越区切换。
如果没有满足上述的第一越区切换条件，处理装置2可以暂停进一步的测量。因而，该装置包括一个测量装置6，用以检验是否将执行测量，例如由于该第一越区切换条件没有被满足。这可以是用户特定的。
测量装置6选择一种测量(例如业务信道的可利用性，信号强度等)，并且执行所选择的测量。随后，测量装置6验证测量结果是否指示一个第二越区切换条件。如果所述的测量结果指示该第二越区切换结果，则测量装置6向处理装置2报告用以执行越区切换的所述结果。
应该注意到的是，定位获得装置1是一个专用网络单元，该单元可以是另一个网络单元的一部分(诸如用户侧的移动站MS或者网络侧的基站控制器BSC)。用于确定移动站MS定位的必需信息例如从网络单元(例如基地收发信站BTS)中接收，或者从没有包含在该通信网络中的系统(GPS卫星)中接收。
如上所述，作为第三实施例，有三种在根据图1的通信网络中执行越区切换的可能性。在这种情况下，连接改变到的小区或者基地收发信站BTS 3不与原来的基地收发信站BTS 1B相邻。为了在根据图2的处理步骤S4中考虑到基地收发信站BTS 3，它必须被存储为可能的目标小区。根据图3，它可以存储在存储器装置3中，但是也可以存储在用户身份模块SIM中，该模块通过所存储的数据识别通信网络中的用户，或者存储在移动站自身中。
在上述实例中，当定位信息以及附加信息(例如信号质量)指示需要越区切换时，执行越区切换。然而，本发明也可以以基于该定位信息来防止越区切换的方式工作，即使当信号质量的测量结果指示通信连接变得更坏时。另一方面，可以以这种方式使用定位信息，即基于该定位信息来触发越区切换，即使信号质量仍然很好。
本发明也尤其适用于室内通信网络，诸如GSM室内和办公室(GIO)构思。这种室内通信网络包括多个小的小区，用于小的区域中的多个用户。移动站在其中的移动相当有限，但是这种网络中的通信业务在特定时间内(工作日)非常高。另一方面，在其它时间内(工作时间之外的时间)，在某些小区内只有较少的用户。因此，在后一种时间内，部分基地收发信站可以被关闭。相应的小区由控制越区切换的对应网络设备开启和关闭。在上述情况下，该设备为基站控制器BSC 1。
而且，本发明也适用于地铁等的网络技术方案中，因为地铁(其中带有移动站)在特定时间周其中近沿着一个对应方向移动。因此，只有需要的小区才被开启。
然而，非常容易理解的是，本发明的应用领域也可以在其它微蜂窝通信网络结构中。
而且，很显然的是，本发明适用于任何越区切换进程中，诸如小区间越区切换，BSC间的切换以及MSC间的切换，并且适用于利用不同技术的通信网络之间的切换(在GSM网络和宽带码分多址
(WCDMA)之间的切换或者GSM网络与无线电本地网络(RLAN)之间的切换)。
在本发明中，提出了一种对于与通信网络且在其中移动的移动站MS执行越区切换进程的方法，其中所述的通信网络包括用于与其覆盖区内的移动站MS实现通信的多个基地收发信站，所述方法包括步骤：处理(S3)与移动站相关的定位信息以及与基地收发信站BTS1A，BTS 1B，BTS 2，BTS 3相关的位置相关；在所述处理(S3)结果的基础上，判定(S4)是否满足第一越区切换的条件；当满足所述第一越区切换条件时，指定(S9)所述通信网络中的下一个基地收发信站，与所述移动站MS的通信从当前基地收发信站指向所述的下一个基地收发信站；触发从当前基地收发信站到指定步骤(S9)中指定的下一个基地收发信站的移动站MS的通信连接，并且执行(S11)越区切换。而且，还提出了一种用于控制所述越区切换的对应设备。本发明的优点在于，当设有用户处于该覆盖区内时，可以使用这样的基地收发信站，即该基地收发信站不必持久地传送一个广播控制信道或者可以被关闭。
应该理解的是，上述描述及附图仅是用于借助于实例来描述本发明。因而本发明的优选实施例可以在所附权利要求书的范围内变化。

Claims (26)

1.一种对于在通信网络中通信且在其中移动的移动站(MS)执行越区切换进程的方法，
所述通信网络包括多个基地收发信站，这些基地收发信站用于执行与其覆盖区中的所述移动站(MS)的通信，
所述方法包括步骤：
处理(S3)与移动站(MS)相关的定位信息以及与基地收发信站(BTS 1A，BTS 1B，BTS 2，BTS 3)相关的位置信息；
基于所述处理(S3)的结果，确定(S4)是否满足第一越区切换条件；
当第一越区切换满足时，指定(S9)所述通信网络中的下一个基地收发信站，与所述移动站(MS)的通信将从当前基地收发信站指向所述的下一个基地收发信站；触发(S10)该移动站的通信连接从当前基地收发信站切换到在所述指定步骤中指定的下一个基地收发信站；
并且执行越区切换(S11)。
2.根据权利要求1的方法，其中在所述处理步骤(S3)中，至少一个附加参数和与该移动站(MS)相关的定位信息以及与该基地收发信站(BTS 1A，BTS 1B，BTS 2，BTS 3)相关的位置信息一起被处理。
3.根据权利要求2的方法，其中所述的附加参数是以一个信号质量为基础。
4.根据权利要求1的方法，还包括一个定位信息获得步骤(S2)，该步骤包括：
确定与移动站(MS)相关的定位信息的步骤；以及
传送所述确定的定位信息到相应的网络设备(BSC，MSC)的步骤，其中该网络设备用于执行所述的处理步骤(S3)。
5.根据权利要求4的方法，其中所述确定与移动站(MS)相关的定位信息的步骤在该移动站(MS)中执行。
6.根据权利要求4的方法，其中所述确定与移动站(MS)相关的定位信息的步骤在网络基础设施一侧的网络单元中执行。
7.根据权利要求4的方法，其中所述确定与移动站(MS)相关的定位信息的步骤是基于至少其中一种下述的方法：
通过全球定位系统定位；
通过时间到达定位；
通过观测的时间差值定位。
8.根据权利要求4的方法，其中所述定位信息获得步骤(S2)周期性地执行。
9.根据权要求4的方法，其中所述定位获得步骤(S2)在预定的时机执行。
10.根据权利要求9的方法，其中所述的预定时机是指移动站(MS)到通信网络的附加进程。
11.根据权利要求1的方法，其中
如果没有满足第一切换条件，则该方法还包括步骤：
检验(S5)是否将执行进一步的测量，
如果将执行一个测量，则选择(S6)一种进一步的测量，
执行(S7)在所述选择步骤(S6)中所选择的测量，
验证(S8)测量的结果是否代表一个第二切换条件，并且
如果所述验证步骤(S8)的结果代表该第二切换条件，则启动执行所述目标小区指定步骤(S9)，用以执行切换(S10，S11)。
12.根据权利要求1的方法，其中所述第一切换条件是用户特定的条件。
13.根据权利要求1的方法，其中在指定步骤(S9)中指定的、且通信连接将指向(S10)的基地收发信站的覆盖区是与当前基地收发信站的覆盖区相邻的覆盖区。
14.根据权利要求1的方法，其中在指定步骤(S9)中指定的、且通信连接将指向(S10)的基地收发信站的覆盖区是与当前基地收发信站的覆盖区不相邻的覆盖区。
15.根据权利要求14的方法，其中通信连接将指向(S10)的、与当前基地收发信站的覆盖区不相邻的覆盖区业已为该通信网络所知。
16.根据权利要求15的方法，其中带有通信连接将指向(S10)的、与当前基地收发信站的覆盖区不相邻的覆盖区的基地收发信站(BTS)是一个预定的基地收发信站。
17.根据权利要求16的方法，其中预定基地收发信站(BTS)的位置信息存储在用户身份模块(SIM)或者移动站(MS)中。
18.一种对于在通信网络中通信且在其中移动的移动站(MS)执行越区切换进程的设备，所述通信网络包括多个基地收发信站，这些基地收发信站用于执行与其覆盖区中的所述移动站(MS)的通信，所述设备包括：
用于处理与移动站(MS)相关的定位信息以及与基地收发信站(BTS)相关的位置信息，并且基于所述处理(S3)的结果，确定(S4)是否满足第一越区切换条件的处理装置(2)；
当第一越区切换满足时，指定所述通信网络中的下一个基地收发信站的指定装置(4)，与所述移动站(MS)的通信将从当前基地收发信站指向所述的下一个基地收发信站；
用于触发该移动站的通信连接从当前基地收发信站切换到在所述指定装置(4)中指定的下一个基地收发信站的触发装置(5)。
19.根据权利要求18的装置，其中在所述处理装置(2)中，至少一个附加参数和与该移动站(MS)相关的定位信息以及与该基地收发信站(BTS 1A，BTS 1B，BTS 2，BTS 3)相关的位置信息一起被处理。
20.根据权利要求19的装置，其中所述的附加参数是以一个信号质量为基础。
21.根据权利要求18的装置，还包括装置(1)，该装置用于：
确定与移动站(MS)相关的定位信息；以及
传送所述确定的定位信息到相应的执行所述处理的网络设备(BSC，MSC)。
22.根据权利要求21的装置，还包括用于存储与移动站(MS)相关的定位信息以及与基地收发信站(BTS)相关的定位信息的存储器装置(3)。
23.根据权利要求21的装置，其中用于确定与移动站(MS)相关的定位信息，以及传送所述确定的定位信息到相应的执行所述处理的网络设备(BSC，MSC)的装置(1)位于移动站(MS)中。
24.根据权利要求21的装置，其中用于确定与移动站(MS)相关的定位信息，以及传送所述确定的定位信息到相应的执行所述处理的网络设备(BSC，MSC)的装置(1)位于网络基础设施一侧的网络单元中。
25.根据权利要求21的装置，其中用于确定与移动站(MS)相关的定位信息的装置(1)是基于至少其中一种下述的方法来执行所述的确定：
通过全球定位系统定位；
通过时间到达定位；
通过观测的时间差定位。
26.根据权利要求18的装置，还包括测量装置(6)，该装置用于
检验是否将执行进一步的测量，
如果将执行一个测量，则选择一种进一步的测量，
执行(S7)所选择的测量，
验证(S8)测量的结果是否代表一个第二切换条件，并且
如果该第二切换条件被验证，则将该测量结果转发到所述切换条件处理装置(2)，用以执行切换。
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