CN1917713A - 蜂窝式移动无线通信系统中小区的选择方法 - Google Patents

蜂窝式移动无线通信系统中小区的选择方法 Download PDF

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Abstract

一种当一个移动站为通信接入一个蜂窝式移动通信网络时小区的选择方法，所述网络包括不同类型的小区，在这些小区中可能到不同类型的服务，所述方法其特征在于包括下列步骤：为接入网络由所述移动站选择小区；在如此选择的小区中对应于给定类型的小区接入网络；对于所述通信根据所需的服务，确定是否向一个构成与服务相关的最好小区的其它类型的小区越区切换通信。

Description

蜂窝式移动无线通信系统中小区的选择方法
技术领域
一般而言本发明涉及蜂窝式移动无线通信系统，也就是说蜂窝式移动无线通信网络及用于该网络的移动站。
更准确地说本发明涉及一个移动站接入这样的一个网络以进行通信时小区的选择。
背景技术
公知的为接入网络移动站自身对小区的选择是通过设置在移动站中所对应的算法也被称为小区选择算法来实现的。
更准确地说，网络在服务的小区中，在被称为信标信道的特殊信道上，广播用于实现该算法的必要信息，该信息特别容纳有所监听的移动站的相邻小区的列表，以便确定在信标信道上所接收的来自相邻小区或服务小区中的信号电平最好的那一个。因此，只要满足某些其他准则，如此确定的小区构成了为接入网络所选择的小区。另外，移动站一开始服务，任何服务小区还没有被选择，移动站探测整个信标信道并根据同样的准则确定服务小区。
为更加完整地描述蜂窝式移动无线通信系统，特别是例如GSM系统，我们将作为例子参考M.MOULY和M.B.PAUTHET的书名为“移动通信GSM系统(The GSM System for Mobile Communications)”(Palaiseau，France，1992，ISBN：2-9507190-07-7)的书。
本发明更为特殊地还涉及到为在蜂窝式移动无线通信网络中通信而接入网络时小区的选择，该网络包括不同类型的小区，在这些小区中可以有不同类型的服务。
该网络的一个例子是这样构成的，通过在现有的、对应于例如第二代系统(特别是前面所述的GSM系统)的系统基础结构中逐步引入对应于例如第三代系统(特别是UMTS系统，英文是“Universal MobileTelecommunication system(通用移动通信系统)”)的新的无线接入装置，以便逐步引入新的服务，特别是高比特率数据传输服务。
因此该系统包括在UMTS小区或GSM/UMTS小区(也就是说具有GSM类型无线接入装置和UMTS类型无线接入装置公用的信标信道的小区)的情况下具有所述新服务的小区或资源，以及在GSM小区的情况下而使所述新型服务不能使用的小区。
在该系统中存在着这样的可能，对于一移动站接入网络进行通信，所要求的服务需要UMTS或GSM/UMTS网络时，根据调用较高的小区选择算法选择的小区是GSM小区，或者相反，当GSM小区满足所要求的服务时所选择的小区是UMTS或GSM/UMTS，使得在该网络中无线电资源的分配在任何情况下对于用户所要求的服务都不是最佳的。
该网络的另外一个例子是，在对应于一给定系统，例如GSM系统，及一给定的地理区域的现存基础设备中，引入一组特殊的用户专用的和使得这些用户在该地理区域中得到附加的服务的附加的无线接入装置。
在该系统中同样存在这样的可能，根据调用较高的小区选择算法所选择的小区是其中不能得到附加服务的小区，特别是当被允许享受该附加服务的用户处于该地理区域限制之内的情况下，在该情况下不论是用户还是该服务的提供者都不满意。
因此，提出了一个问题，在包括其中可得到不同类型服务的不同类型小区的蜂窝式移动无线通信系统中，为了接入网络所选择的小区不用必须对应于根据服务为最好的小区。
另外公知的是，在蜂窝式移动无线通信网络中特别是例如GSM网络中，在通信时为确定该越区切换通信所要朝向的与服务相关的最好小区，进行小区选择，所对应的过程在英语中也被称为“handover(越区切换)”。另外公知的是在移动站向其传输的测量结果的基础上，由网络实现该小区选择。更准确地说，被选择的小区首先是在被称为候选小区(根据测量结果按照某一最好顺序分类)的小区列表中的第一个，并且朝向它的越区切换显得是可能的，也就是说对于该通信在该小区中资源是可用的。
另外我们知道，在蜂窝式移动通信网络中，特别是例如GSM网络，英语称为“directed retry(引入式重试)”的概念，从为接入网络，被选择小区的朝向随后被选择的最好小区的初始越区切换通信必须考虑到小区的选择在两种情况下实现的不同，如同刚刚描述的，这就可能导致一个不同小区的选择。
我们另外还要提到文献WO 97/44922，它描述了一种包括不同类型小区的蜂窝式移动通信系统，在这些小区中提供了不同类型多媒体的服务，而在该系统中当前所要朝向越区切换最好小区的选择基于对候选小区，这些候选小区的可用资源，以及所要求的服务类型的测量结果。尽管如此，该文献没有论及在接入网络通信时小区的选择。另外，该文献描述了一种安装一装置的移动站，该装置使得其能够完成当前越区切换通信所要朝向的最好小区的选择。如果该小区的选择在移动站中被应用在接入网络通信时进行小区选择，那么对于其应用，就会带来尤其是在移动站和网络之间必须要有的众多信号交换这一缺陷，为了这一交换就会有严重的无线电资源消耗，并且因此而增加了网络中干扰总水平。所以本发明在于避免该缺陷。
发明内容
因此本发明特别是在于使一个移动站接入蜂窝式移动通信网络并且避免前面所提到的不同缺陷，该网络包括不同类型的小区，在这些小区中可得到不同类型的服务。
因而本发明在于提供一种一个移动站为通信接入一个蜂窝式移动通信网络时小区的选择方法，该方法的基本特征在于，所述网络包括不同类型的小区，在这些小区中可得到不同类型的服务，该方法包括下列步骤：
为接入网络由所述移动站选择小区，
在如此选择的小区中对应于给定类型的小区接入网络，
对于所述通信根据所要求的服务，确定是否向一个其它类型的构成关于服务最好的小区的越区切换通信。
换句话说，并参考英文所述“directed retry(引入式重试)”的概念，发明可以被看作是引入该概念应用的一个新情况，据此从接入网络初始选择的小区向构成与服务相关的最好小区的另一小区执行越区切换。
本发明的另一目的在于在蜂窝式移动通信网络中应用该方法(本发明为使其应用不需要改变移动站)。
附图说明
本发明的其他目的和特征将根据实施例并参考附图在说明书中进一步描述，在附图中：
图1是用于示出应用本发明的系统的一个例子的简图；
图2是用于示出根据发明方法的例子的各步骤的简图；
图3和4是用于示出在应用本发明的网络中，为使用根据发明的方法而准备的装置的例子的简图。
具体实施方式
如图1所示，一个蜂窝式移动通信系统基本上包括：
一组基站，(或BTS，指英文“Base Transceiver Station(收发信机基站)”)，例如标记为BTS0，BTS1，BTS2，BTS3和BTS4的那些，每一个基站在所示的例子中被指定给一个小区(分别标记为C0，C1，C2，C3和C4)，并且这些基站通过无线电接口与移动站，比如MS0，MS1，MS2，MS3，MS4通信。
一组基站控制器，(或BSC，指英文“Base Station Controller(基站控制器)”)，例如被标记为BSC1和BSC2，这些BSC的每一个从无线电资源管理的角度看，控制一个小区的子集，在所示的例子中基站控制器BSC1控制小区C0，C1和C2，而基站控制器BSC2在该例中控制小区C3和C4。
一组移动交换中心，也被称为MSC(指英文“Mobile Switching Center(移动交换中心)”)，在图中只示出了一个，被标记为MSC1，MSC的每一个，没有特别示出，与外部网络通信，特别是例如PSTN网络(指英文“Public Switched Telephone Network(公共交换电话网)”)或ISDN(指英文“Integrated Services Digital Network(综合服务数字网)”)，并从通信管理的角度来看，控制一个基站控制器子集，在所示的例子中移动交换中心MSC1控制基站控制器BSC1和BSC2。
由BTS和BSC形成的整体也被称为BSS(指英语“Base StationSubsystem(基站子系统)”)，构成了网络无线接入装置。
在可以应用本发明的例子中，对应于在GSM系统，部件]BTS3，BTS4和BSC2形成的无线接入装置构成对应于UMTS系统的新的无线接入装置，它引入在对应于GSM系统并已经包括了其自身的、由部件BTS0，BTS1，BTS2和BSC1形成的无线接入装置的一个现有的设施结构中。例如C0，C1和C2的小区因而构成了对应于GSM小区的第一类型的小区，而例如C3和C4的小区构成了对应于UMTS或GSM/UMTS小区的第二类型小区。另外这里所涉及的移动站是双模式移动站，适用于通过对应于这些不同无线接入装置的无线接口之一通信。
图2示出了根据本发明方法的实施例的各步骤。
在图2上所示的步骤如下：
为接入网络由移动站选择小区，例如根据上述的小区选择算法(步骤1，标记为“小区选择”)，
在如此选择的小区中对于一个给定通信，接入网络，对应于一个给定类型的小区(步骤2，标记为“接入”)，
通信建立阶段(步骤21，标记为“通信建立”)，在这里除了对于该通信建立(例如标记为“信号”的步骤22和23)必要的信号交换步骤外，还包括确定是否向构成与服务相关的最好小区的另一类型小区越区切换(步骤3，标记为“越区切换？”)，
在如此选定的小区中的通信阶段(步骤24，标记为“通信”)，或至少是该通信阶段的开始，实际上在该通信期间一个或多个越区切换将被执行。
当在步骤3中越区切换不能被确定的情况下，为接入网络如此选择的小区处于被选择小区状态。
当在步骤3中越区切换被确定的情况下，为确定向哪个所述其它类型的小区越区切换通信，要实现下面的步骤，这些步骤可以与常规的用于选择当前越区切换所要朝向的最好小区的步骤相类似，除了它在这里不能用于任何类型的小区，而且能应用于所述其他类型的小区，这些步骤是：
一个步骤，根据它能够确定是否所述其他类型候选小区能够被确定(标记为“候选小区？”的步骤4)，
一个步骤，根据它能够确定考虑到某一优先序列，是否能够朝向那些候选小区中的一个越区切换，也就是说是否不涉及到一个拒绝小区(标记为“候选小区拒绝？”的步骤5)。
在该非拒绝候选小区被确定的情况下，朝向该小区的越区切换被控制(标记为“越区切换”的步骤6)。
当一个该候选小区或一非拒绝候选小区没有被找到的情况下，越区切换最好在某一时间限制内被重试(标记为“时间？”的步骤7和8)。如果最终没有一个越区切换能够朝向与服务相关的最好小区，通信将被置于为接入网络初始选择的小区内。在例如这里所考虑的GSM/UMTS混合网络中，网络可提供较低质量的服务，特别是较低通量的数据传输服务，或所有其它替换服务，直到根据在通信期间用户的移动及在网络中无线电和服务条件的改变，朝向与服务相关的最好小区的越区切换成为可能。
要注意的是根据另一实施例，作为候选小区的被确定的小区可以是任何类型的小区，而被重复越区切换朝向的候选小区只能是所述其它类型的小区。
在图1上所示的实施例中，如果小区C0，C1和C2是GSM小区，对于对应于例如在UMTS或GSM/UMTS的比如小区C3和C4的小区中可得到的高位速率数据传输服务的通信，由例如MS0的移动站接入网络，可以按下列方式执行：
由移动站MS0进行GSM小区的小区选择，例如小区C0，
在如此选择的小区C0中接入网络，
根据在通信建立阶段由移动站传送的信号数据决定越区切换朝向的一个UMTS或GSM/UMTS小区，在所示例子中这可以是例如小区C3。
图3和4是用于示出网络中分别在MSC和BSC实体中为使用根据本发明的方法所安装的装置的一个例子的简图。
如图3所示，在接入网络和通信建立阶段，MSC接收从一移动站MS的：
能够识别用户的INF1信息，
能够识别对于考虑的通信所要求的服务类型的INF2信息。
另外MSC还接收一个数据库，特别是例如HLR数据库(指英语“HomeLocation Register(原籍位置寄存器)”)，并响应INF1信息，INF3信息能够识别用户被准许使用的服务，以及对该使用的地理限制。
图3上所示的MSC还包括标记为M的装置，它用于从INF2和INF3信息中确定INF4信息，对于该用户和该通信，该INF4信息表明构成与服务相关的最好小区的小区类型。
作为例子，在这里所考虑的GSM/UMTS混合网络中，并且如前所述，该与服务相关的最好小区在所需服务是仅在UMTS或GSM/UMTS小区中可用的高位速率数据传输服务的情况下，可以是这样的UMTS或GSM/UMTS小区，而在相反的情况下，可以是GSM小区。
如图4上所示的被安装在BSC中标记为M’装置用于：
一方面决定是否必须执行朝向与服务相关的最好小区的越区切换，该决定在下列基础上被执行：
为接入网络所选择的小区类型，它由所考虑的BSC所提供的信息INF5来表示(也就是说BSC控制当前的服务小区，也就是说在为接入网络所选择的小区的情况下)，
由信息INF4所表示的构成与服务相关的最好小区的小区类型，
另一方面，在决定该越区切换必须被执行的情况下，选择要执行的越区切换所朝向的小区，该选择在下列基础上被执行：
根据例如对应于由移动站MS提供的测量结果的信息INF6，
根据所考虑的候选小区中可用资源的信息，例如由所考虑的BSC内部无线资源管理装置提供的信息INF7(在内部切换或BSC内切换的情况)，或例如由控制该BSC的MSC所提供的信息INF8(在外部越区切换或BSC间越区切换的情况)，
根据与构成与服务相关的最好小区的小区类型相关的信息，例如信息INF4。
基本上根据前述方法工作的装置M’，按照例如INF4到INF8的信息，用于确定是否要执行朝向与服务相关的最好小区的越区切换，以及如果是，是否选择要执行的越区切换所朝向的小区，如此选择的小区由向移动站MS传送的例如信息INF9所表示。
为使整体根据前述的方法运行，装置M和M’的具体实现对于所属技术领域的技术人员而言并没有特殊困难，不需要进行特别描述。另外MSC和BSC之间不同功能的分配可不同于前面例子中所描述的。
另外，网络内部例如信息INF1到INF9的传输可以根据该网络内部通信公知的协议来实现，不需要在这里重复描述。
如此描述的例子特别是能够根据用户需求的服务优化网络内部无线电资源的分配。
在该应用例子中，发明并不限于，为接入网络初始选择的小区是GSM小区，而随后所执行的越区切换朝向一个UMTS或GSM/UMTS小区的情况。它也可用于，为接入网络初始选择小区是UMTS或GSM/UMTS小区，并且随后执行的越区切换朝向的是GSM小区(如果对于所需服务是许可的)，这同样可以优化网络内部无线电资源的分配。
另外，如同所指出的那样，发明并不限于例子中所描述的GSM/UMTS混合网络的应用。

Claims (18)

1.一种当移动站(MS0，MS1，MS2，MS3，MS4)为了通信接入蜂窝式移动无线通信网络时小区的选择方法，其特征在于，所述网络包括不同类型的小区(C0，C1，C2，C3，C4)，在这些小区中对应于不同的无线接入装置(BTS0-BSC1，BTS1-BSC1，BTS2-BSC1，BTS3-BSC2，BTS4-BSC2)可得到不同类型的服务，所述方法包括下列步骤：
为接入所述网络(1)由所述移动站选择小区，
在如此选择的小区中对应于给定类型的小区(2)接入所述网络，以及
对于所述通信根据所需服务类型，判定是否向构成与服务(3)相关的最好小区的另一类型的小区越区切换通信。
2.根据权利要求1的方法，其中，不同的无线接入装置包括对应于第二代系统的无线接入装置，和对应于第三代系统的无线接入装置。
3.根据权利要求2的方法，其中，不同的无线接入装置包括对应于全球移动通信系统的无线接入装置，和对应于通用移动电信系统的无线接入装置。
4.根据权利要求3的方法，其中，为接入所述网络而最初选择的小区是全球移动通信系统小区，并且随后向通用移动电信系统小区进行越区切换。
5.根据权利要求3的方法，其中，为接入所述网络而最初选择的小区是通用移动电信系统小区，并且随后向全球移动通信系统小区进行越区切换。
6.一种蜂窝移动无线通信网络，所述网络包括不同类型的小区(C0，C1，C2，C3，C4)，在这些小区中对应于不同的无线接入装置(BTS0-BSC1，BTS1-BSC1，BTS2-BSC1，BTS3-BSC2，BTS4-BSC2)可得到不同类型的服务，其特征在于，为了建立通信，对于移动站(MS0，MS1，MS2，MS3，MS4)接入所述网络时小区的选择，所述网络包括：
装置(M)，对于所述通信根据所需服务类型，判定构成与服务相关的最好小区的小区类型，
装置(M’)，判定是否应当从为接入所述网络而最初选择的小区向构成与服务相关的最好小区的另一类型小区越区切换所述通信。
7.根据权利要求6的网络，其中，不同的无线接入装置包括对应于第二代系统的无线接入装置，和对应于第三代系统的无线接入装置。
8.根据权利要求6的网络，其中，不同的无线接入装置包括对应于全球移动通信系统的无线接入装置，和对应于通用移动电信系统的无线接入装置。
9.根据权利要求8的网络，其中，为接入所述网络而最初选择的小区是全球移动通信系统小区，并且随后向通用移动电信系统小区进行越区切换。
10.根据权利要求8的网络，其中，为接入所述网络而最初选择的小区是通用移动电信系统小区，并且随后向全球移动通信系统小区进行越区切换。
11.一种用于蜂窝移动无线通信网络的移动交换中心(MSC)，所述蜂窝移动无线通信网络包括不同类型的小区(C0，C1，C2，C3，C4)，在这些小区中对应于不同的无线接入装置(BTS0-BSC1，BTS1-BSC1，BTS2-BSC1，BTS3-BSC2，BTS4-BSC2)可得到不同类型的服务，其特征在于，为了建立通信，对于移动站(MS0，MS1，MS2，MS3，MS4)接入所述网络时小区的选择，所述移动交换中心包括：
装置(M)，对于所述通信根据所需服务类型，判定构成与服务相关的最好小区的小区类型。
12.根据权利要求11的移动交换中心，其中，不同的无线接入装置包括对应于第二代系统的无线接入装置，和对应于第三代系统的无线接入装置。
13.根据权利要求11的移动交换中心，其中，不同的无线接入装置包括对应于全球移动通信系统的无线接入装置，和对应于通用移动电信系统的无线接入装置。
14.一种用于蜂窝移动无线通信网络的基站控制器(BSC)，所述蜂窝移动无线通信网络包括不同类型的小区(C0，C1，C2，C3，C4)，在这些小区中对应于不同的无线接入装置(BTS0-BSC1，BTS1-BSC1，BTS2-BSC1，BTS3-BSC2，BTS4-BSC2)可得到不同类型的服务，其特征在于，为了建立通信，对于移动站(MS0，MS1，MS2，MS3，MS4)接入所述网络时小区的选择，所述基站控制器包括：
装置(M’)，判定是否应当从为接入所述网络而最初选择的小区向构成与服务相关的最好小区的另一类型小区越区切换所述通信。
15.根据权利要求14的基站控制器(BSC)，其中，不同的无线接入装置包括对应于第二代系统的无线接入装置，和对应于第三代系统的无线接入装置。
16.根据权利要求14的基站控制器(BSC)，其中，不同的无线接入装置包括对应于全球移动通信系统的无线接入装置，和对应于通用移动电信系统的无线接入装置。
17.根据权利要求16的基站控制器(BSC)，其中，为接入所述网络而最初选择的小区是全球移动通信系统小区，并且随后向通用移动电信系统小区进行越区切换。
18.根据权利要求16的基站控制器(BSC)，其中，为接入所述网络而最初选择的小区是通用移动电信系统小区，并且随后向全球移动通信系统小区进行越区切换。
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