CN1826002A - 使用位置信息执行切换的移动站及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种使用位置信息来执行切换的移动站，所述移动站包括：全球定位系统(GPS)模块，用于接收一个或多个GPS信号；和控制器，如果发生切换条件，则通过启用GPS模块来计算MS的位置，并将计算的位置信息发送到基站(BS)。

Description

使用位置信息执行切换的移动站及其方法
                        技术领域
本发明涉及移动通信系统中的切换，更具体地讲，涉及使用位置信息执行切换的移动站及其方法。
                        背景技术
通常，移动通信系统包括一个或多个基站，以及与基站通信的移动站。图1是典型的移动通信系统的示意性结构。从移动站(MS)40发送的信号被基站(BS)20和30接收，并且可被中继到移动交换中心(MSC)10。MSC 10将中继的信号发送到公众交换电话网(PSTN)或者另一移动站。每个基站20和30覆盖小区，小区是MS可通信的范围。小区覆盖有限的地理区域。小区的BS通过MSC 10将呼叫发送到通信网络。典型的移动通信系统的覆盖区域被分成多个小区。当MS 40从第一小区50向第二小区52移动，并进入第一小区50和第二小区52之间的边界区域时，执行切换以将涉及第二小区52的新的系统资源分配给MS 40。
在这种移动通信系统中，传统的切换方法使用从BS 20和30发送并被MS 40接收的信号的强度。源BS 20基于从MS 40发送的信息确定是否执行切换。当从目标BS 30接收的信号的信号强度，即能量干扰比(Ec/Io)下降到预定阈值以下时，MS 40请求源BS 20执行切换。当从源BS 20接收的信号的Ec/Io下降到指定的阈值以下时，MS 40也请求源BS 20切换。
如上所述，传统的切换方法是一种仅仅基于被MS接收的BS信号的强度来确定是否执行切换的方法。由于这样有限的信息，BS不能知道MS是否位于实际需要切换的位置。而且，只有信号的强度测量可能不会导致在MS需要切换时切换被执行。
在传统的切换方法中，仅仅因为通过信道状态的瞬间改变使特定BS信号的强度较强或较弱，在不需要切换的区域可能会产生切换请求消息。另外，尽管MS位于切换区域并且处于MS应该从多个BS接收数据的位置，MS会根据信号强度的改变频繁地增强或减弱BS的导频信号。
这些因素常常引起在MS和BS之间的不必要的处理，还引起MS之间的干扰的增加。
为了解决这些问题，已提出通过根据MS的位置执行切换的技术。这里，当MS使用全球定位系统(GPS)计算自己的位置并将计算的位置信息发送到BS时，BS监控MS是否位于切换位置并根据监控的结果执行切换。
MS必须连续地启用其所配备的GPS模块以向BS报告自己的位置。因此，MS将连续地搜索提供位置信息的GPS卫星，并计算自己的位置。为了通过连续地启用GPS模块计算自己的位置引起对MS的重负荷，导致大量功率的消耗。
                            发明内容
因此，本发明提供一种在移动通信系统中执行切换(仅在必须切换的移动站的位置)的方法和移动站。
另外，本发明提供一种启用移动站(MS)的全球定位系统(GPS)模块的设备和方法以确定是否必须切换。
根据本发明的一方面，提供一种使用位置信息来执行切换的MS，所述MS包括：GPS模块，用于接收一个或多个GPS信号；和控制器，如果发生切换条件，则通过启用GPS模块来计算MS的位置，并将计算的位置信息发送到基站(BS)。
                            附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是典型的移动通信系统的示意性结构；
图2是解释根据本发明的优选实施例的在移动通信系统中的BS和MS的操作的示图；
图3是根据本发明的优选实施例的MS的方框图；
图4是示出根据本发明的优选实施例的当执行切换时在MS和BS之间的消息流的流程图；和
图5是示出根据本发明的另一优选实施例的当执行切换时在MS和BS之间的消息流的流程图。
                        具体实施方式
以下，将参照附图来描述本发明的优选实施例。在附图中，相同的标号指示相同或相似的部件，即使这些部件在不同的附图中描述。在以下的描述中，由于已知的功能或结构会用不必要的细节掩盖了本发明，所以将不再详细描述。
根据本发明的实施例，如果发生切换条件，则移动站(MS)通过启用全球定位系统(GPS)模块计算自己的位置，并将计算的位置信息发送到基站(BS)。根据本发明的另一实施例，MS确定GPS模块的允许期间；根据GPS模块允许期间通过启用GPS模块计算自己的位置；并且将计算的位置信息发送到BS。现在，将参照图2来描述本发明。
图2是解释根据本发明的优选实施例的在移动通信系统中的BS和MS的操作的示图。移动通信系统被地面上的建筑物80和各种自然的障碍物70所围绕。在具有多个GPS卫星90、92、94和96的GPS环境中部署BS 20和MS 40。这样的GPS环境是众所周知的。本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明可被应用到诸如全球移动通信系统(GSM)的其它的通信系统。
在典型的GPS应用中，GPS接收器需要至少四个GPS卫星以确定它的位置。在本发明中，使用三个GPS卫星和从MS 40到服务BS 20的信号的往返行程延时可确定MS 40的位置。另外，使用两个GPS卫星、往返行程延时和服务BS 20的已知位置可确定MS 40的位置。然后，MS 40将自己的位置信息发送到BS 20。
根据本发明的优选实施例，当发生切换条件时，MS 40启用GPS模块(参照图3)以确定自己的位置。因此，MS 40监测是否发生切换条件以确定自己的位置。现在，将描述切换条件。MS 40监测从BS 20接收的导频信号的强度，即Ec/Io是否下降到预定阈值以下。这是一般的切换条件。MS 40还可使用当前接收信号强度指示(RSSI)或信噪比(SNR)确定是否发生切换条件。例如，MS 40可通过设置RSSI或SNR的参考值并且将RSSI或SNR的当前值与参考值比较来确定是否发生切换条件。本领域的技术人员将理解，本发明不限于这些切换条件的示例，也可使用其它切换条件。
根据本发明的另一优选实施例，MS 40周期性地启用GPS模块。例如，当特定的区域包括MS 40很难定位GPS卫星的多个地点时，MS 40可周期性地计算它的正确位置。在其中MS 40必须频繁地搜索GPS卫星的环境发生在包括商业区或室内环境的区域中。MS 40可根据关于此刻定位MS 40所在区域的信息来确定是否周期性地启用GPS模块。在这种情况下，MS 40确定GPS模块的启用周期。MS 40可通过确定是否到了计算自己位置的预定周期来确定是否启用GPS模块。
当发生切换条件时，MS 40通过启用GPS模块来确定自己的位置并将所述位置信息发送到BS 20。BS 20使用MS 40的位置来确定是否必须切换。如果BS 20确定MS 40处于需要切换的位置，则BS 20开始执行切换处理。如果BS 20确定MS 40没有处于需要切换的位置，则BS 20保持当前通信状态而不执行切换处理。现在，将描述根据本发明的优选实施例的MS 40的配置和操作。
图3是根据本发明的优选实施例的MS 40的方框图。参照图3，MS 40包括射频(RF)模块110、基带处理模块120、控制器130、GPS模块140和存储器150。
GPS模块140从一个或多个GPS卫星90、92、94和96接收GPS信号，并将接收的GPS信号提供给控制器130。根据本发明的优选实施例，如果发生切换条件，则控制器130启用GPS模块。根据本发明的另一优选实施例，控制器130根据GPS模块启用周期来启用GPS模块。在启用GPS模块140之后，控制器130通过GPS模块140从一个或多个GPS卫星接收GPS信号。当通过GPS模块140接收到GPS信号时，控制器130使用所述GPS信号计算自己的位置，并将它的位置信息发送到BS 20。控制器130通过将MS 40的每个部件与控制器130链接来控制它们执行切换处理。
RF模块110通过天线将RF信号发送到BS 20，并从BS 20接收RF信号。RF模块110将接收的RF信号转换成中频(IF)信号，并将转换的IF信号输出到基带处理模块120。RF模块110还将从基带处理模块120接收的IF信号转换成RF信号，并将转换的RF信号发送到BS 20。基带处理模块120是用于提供控制器130和RF模块110之间的接口的基带模拟ASIC(BAA)。基带处理模块120将从控制器130接收的基带数字信号转换成模拟IF信号，并将转换的IF信号发送到RF模块110，还将从RF模块110接收的模拟IF信号转换成基带数字信号，并将转换的基带数字信号发送到控制器130。存储器150存储用于控制MS 40的操作所需的多个程序和数据。
现在，将描述根据本发明的优选实施例的当执行切换时在MS 40和BS 20之间发生的消息流。
图4是示出根据本发明的优选实施例的当执行切换时在MS 40和BS 20之间的消息流的流程图。
参照图4，在步骤310，MS 40确定是否发生切换条件。即，MS 40监测是否发生切换条件。如上所述，切换条件是强度(即，从服务BS 20接收的导频信号的Ec/Io)下降到预定阈值以下。切换条件还可以是这样的情况，例如RSSI或SNR的当前值不在参考值的预定范围内。
如果发生切换条件，则在步骤320，MS 40通过启用GPS模块140来计算自己的位置。在步骤330，MS 40将计算的位置信息发送到BS 20。
在步骤340，BS 20使用MS 40的位置信息确定是否必须切换。即，BS 20确定此时MS 40是否位于必须切换的位置。根据确定的结果，如果在步骤350中MS 40必须切换，则在步骤360，BS 20通过链接到MS 40来执行切换处理。如果在步骤350中确定MS 40不必切换，则在步骤370，BS 20保持当前的通信状态。
图5是示出根据本发明的另一优选实施例的当执行切换时在MS 40和BS 20之间的消息流的流程图。在图5中示出的本发明的另一优选实施例的步骤220到步骤270与在图4中示出的本发明的优选实施例的步骤320到步骤370相似。
参照图5，在步骤210，MS 40确定是否已经发生GPS模块140的启用周期。如上所述，MS 40可根据关于此时MS 40所在区域的信息来确定是否周期性地启用GPS模块140。例如，当指定的区域包括MS 40很难定位GPS卫星的多个地点时，MS 40可周期性地计算它的正确位置。
MS 40可通过确定是否到了计算自己位置的预定周期(即，GPS模块140的启用周期)来确定是否启用GPS模块140。如果到了GPS模块启用周期，则在步骤220，MS 40通过启用GPS模块140来计算自己的位置。在步骤230，MS 40将计算的位置信息发送到BS 20。
在步骤240，BS 20使用MS 40的位置信息来确定是否必须切换。根据确定的结果，如果在步骤250中MS 40必须切换，则在步骤260，BS 20通过链接到MS 40来执行切换处理。如果在步骤250中MS 40没必要切换，则在步骤270，则BS 20保持当前的通信状态。
如上所述，根据本发明的实施例，MS仅仅在诸如当发生切换条件或当到了GPS模块启用周期的时候才启用GPS模块，由此消除了总是使用MS的GPS模块的必要性。
另外，通过消除总是使用MS的GPS模块来使用位置信息执行切换的必要性，可减少不必要的功率消耗以及对MS的重负荷。
尽管参照本发明的某些优选实施例已示出和描述本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种改变。

Claims (10)

1、一种使用位置信息来执行切换的移动站，所述移动站包括：
全球定位系统(GPS)模块，用于接收一个或多个GPS信号；和
控制器，如果发生切换条件，则通过启用GPS模块来计算移动站的位置，并将计算的位置信息发送到基站。
2、如权利要求1所述的移动站，其中，所述控制器通过检测从基站接收的导频信号的强度，即能量干扰比(Ec/Io)是否下降到预定阈值以下来确定是否发生切换条件。
3、如权利要求1所述的移动站，其中，所述控制器通过将参考值与接收信号强度指示和信噪比之一进行比较来确定是否发生切换条件。
4、一种使用位置信息来执行切换的移动站，所述移动站包括：
全球定位系统(GPS)模块，用于接收一个或多个GPS信号；和
控制器，用于确定GPS模块的启用周期，通过根据GPS模块启用周期启用GPS模块来计算移动站的位置，并将计算的位置信息发送到基站。
5、如权利要求4所述的移动站，其中，当移动站位于包括在其中移动站很难定位提供GPS信号的GPS卫星的多个地点的区域时，所述控制器确定周期性地启用GPS模块。
6、一种在包括用于接收一个或多个全球定位系统(GPS)信号的GPS模块的移动站中使用位置信息执行切换的方法，所述方法包括：
确定是否发生切换条件；
如果发生切换条件，则通过启用GPS模块来计算移动站的位置；和
将计算的位置信息发送到基站。
7、如权利要求6所述的方法，其中，通过检测信号强度(通过从基站接收的导频信号的能量干扰比测量的)是否下降到预定阈值以下来执行确定是否发生切换条件。
8、如权利要求6所述的方法，其中，确定的步骤是通过将参考值与接收信号强度指示和信噪比之一比较来确定是否发生切换条件。
9、一种在包括用于接收一个或多个全球定位系统(GPS)信号的GPS模块的移动站中使用位置信息执行切换的方法，所述方法包括：
确定GPS模块的启用周期；
当到了GPS模块启用周期时，通过启用GPS模块来计算移动站的位置；和
将计算的位置信息发送到基站。
10、如权利要求9所述的方法，还包括：
当MS位于包括MS很难定位提供GPS信号的GPS卫星的多个地点的区域时，确定周期地启用GPS模块。
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