ES2313956T3 - Identidades de controlador multiple para listas de vecinos. - Google Patents
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Abstract
Método para generar listas de celdas vecinas en un sistema celular, incluyendo el sistema una primera celda y una pluralidad de celdas (116) vecinas, incluyendo la primera celda y las celdas (116) vecinas cada una una pluralidad de controladores activos designados asociados con las mismas, incluyendo el método las etapas de: designar uno de los controladores para la primera celda como el controlador activo para la primera celda, en la que un controlador activo controla un transceptor que da servicio a una celda; generar una primera lista de vecinos de los controladores activos para las celdas vecinas, generándose la lista según una base de datos de controladores que pueden enlazarse con el controlador activo designado, incluyendo dicha base de datos información de dirección para dichos controladores y comprendiendo información sobre qué controlador controla actualmente una celda particular; y generar una segunda lista de vecinos de los controladores activos para las celdas vecinas tras un cambio en el estado activo de cualquiera de los controladores activos vecinos, generándose la lista según la base de datos.
Description
Identidades de controlador múltiple para listas
de vecinos.
La presente invención se refiere a sistemas de
comunicación digital inalámbrica. Más en particular, la presente
invención se refiere a un método para generar una lista de
controladores activos vecinos y su información de identidad para
facilitar el traspaso de una comunicación móvil.
En los sistemas de comunicación móvil celular,
un aparato móvil se comunica con estaciones transceptoras base
("BTS", "base transceiver station") situadas por toda una
zona geográfica. Cada BTS emite sobre un canal de radio discreto
dentro de una zona de cobertura específica. Una multiplicidad de
emplazamientos de BTS puede producir una disposición de celdas que
permita al sistema proporcionar cobertura de radio sobre una zona
geográfica amplia.
Durante una llamada, el usuario de un aparato
móvil se moverá con frecuencia entre celdas vecinas dentro del
sistema. Puesto que el aparato móvil se mueve de una celda a una
celda vecina, el controlador de estación base ("BSC", "base
station controller") de la celda que da servicio transfiere
habitualmente la sesión de llamada a la BTS de la celda vecina. Esta
transferencia de la llamada se denomina "traspaso"
("handoff").
En sistemas de comunicación celular digital,
tales como los que utilizan protocolos de transmisión de señales
TDMA o CDMA, las comunicaciones entre múltiples emplazamientos BTS y
aparatos móviles se llevan a cabo sobre canales de radiofrecuencia
que pueden llevar comunicaciones simultáneas. Utilizando estos
protocolos digitales, las sesiones de comunicación se realizan
habitualmente utilizando señales digitalizadas de voz o datos que
se transmiten como ráfagas codificadas o ráfagas dentro de ranuras
de tiempo específicas. Las ráfagas codificadas o ranuras de tiempo
correspondientes a múltiples sesiones de comunicación se multiplexan
sobre los canales de radio de las celdas respectivas, y cada
aparato móvil lee y se comunica sobre un canal descodificado
asignado o ranuras de tiempo asignadas sobre canales de envío y
recepción. El traspaso en sistemas digitales se realiza
habitualmente utilizando mediciones desde el propio aparato móvil.
Conocido como traspaso asistido por móvil ("MAHO", "mobile
assisted handoff"), el método utiliza el aparato móvil para
monitorizar y medir periódicamente las señales de radio de
emplazamientos BTS vecinos.
La lista de vecinos que mide el aparato móvil de
forma periódica está contenida habitualmente en una "lista de
celdas vecinas" de la celda que actualmente da servicio al
aparato. La lista puede guardarse en una base de datos mantenida en
el emplazamiento de la BTS de servicio, retenerse en un
emplazamiento de controlador de red de radio ("RNC", "radio
network controller") que controla una pluralidad de BTS, o en un
centro de conmutación móvil centralizado ("MSC",
"centralized mobile switching center"). Con el fin de comparar
las señales medidas de los vecinos en la lista de vecinos con la
señal medida de la celda de servicio, la estación móvil transmite
los resultados de sus mediciones a la BTS de servicio. La BTS de
servicio reenviará a su vez las mediciones a o bien los RNC
aplicables o bien al MSC. Si la intensidad de señal recibida del
canal actual en la celda de servicio cae por debajo de un umbral o
por el contrario es inferior a la intensidad de señal de un canal
medido de una celda vecina, el MSC o RNC puede iniciar el traspaso
de la sesión de llamada del aparato móvil a la celda vecina.
Una ventaja de los sistemas digitales CDMA o
TDMA sobre los sistemas analógicos es que los aparatos móviles
tienen la habilidad de participar en el "traspaso continuo".
Durante el traspaso continuo, el aparato móvil se comunica
simultáneamente con múltiples estaciones transceptoras base. El
aparato móvil establece una nueva conexión con una BTS vecina antes
de finalizar la conexión con la BTS de la celda de servicio. Esto
permite al aparato móvil evitar interrupciones de llamada e
interferencias durante el procedimiento de traspaso.
En diseños de infraestructura celular más
novedosos, se ha convertido en deseable permitir que un único RNC o
una pluralidad de RNC controlen más de una BTS. En una situación de
traspaso continuo, esta configuración es ventajosa porque el
controlador para la celda de servicio puede comunicarse con un
primer controlador para una celda vecina para disponer el traspaso,
procesar mediciones o recibir datos de llamada del aparato móvil,
mientras que el aparato móvil puede comunicarse simultáneamente con
un segundo controlador para la celda vecina para iniciar el
traspaso continuo de la comunicación. Una configuración de
controlador múltiple podría permitir traspasos continuos más suaves
porque los recursos de un controlador pueden priorizarse para
procedimientos de medición y transferencia y el otro controlador
puede centrarse en manejar la comunicación multiplexada real. En
otras situaciones, una celda que tenga múltiples controladores puede
ser más receptiva para comunicaciones transferidas desde celdas
vecinas porque el número adicional de controladores aumente los
recursos de procesamiento de comunicación de la celda.
En los presentes sistemas celulares, una sesión
de llamada manejada por la BTS se controla habitualmente mediante
un controlador único como especifican las normas CDMA y TDMA
actuales. Este controlador es responsable del envío de información
de llamada a través del MSC a controladores o directamente a
controladores para celdas vecinas durante los procedimientos de
medición y traspaso. Cada celda incluye una lista de vecinos
asociada que incluye información a través de la cual el BSC
controla la celda vecina. Cuando el BSC de servicio determina la
necesidad de un traspaso continuo o discontinuo a una celda vecina
que no está bajo su control, debe comunicarse con el controlador de
la celda vecina. Si está funcionando más de un controlador sobre una
celda vecina, debe utilizarse algún procedimiento para permitir al
controlador de servicio comunicarse con el controlador activo de la
nueva celda.
El documento
EP-A-0 898 438 da a conocer un
método y sistema para controlar una red de comunicaciones de radio.
En conjunto con un establecimiento de conexión se selecciona un
controlador de red de radio a través del cual fluye la información
de usuario durante toda la duración de la conexión. Ese controlador
de red de radio se denomina en el presente documento controlador de
anclaje (aRNC, "anchor controller"). Si una conexión se
traspasa a una estación base que pertenece a otro controlador de red
de radio (bRNC), la información de usuario se dirige de manera que
se desplaza hasta el controlador de red de radio activo a través del
controlador de anclaje.
En la presente invención, la base de datos de
celdas vecinas que se utiliza para identificar las celdas vecinas
de las celdas de servicio se actualiza con entradas adicionales o
configuraciones alternativas de bases de datos una vez que los
controladores estén activados o cambiados para celdas dentro del
sistema. La base de datos vecina puede por tanto expandirse según
la presente invención para tener en cuenta controladores múltiples
para celdas únicas. En otras realizaciones, una celda que cambia su
controlador principal o activa un controlador inactivo puede emitir
un mensaje por todo el sistema para informar a los controladores
vecinos de un cambio en el estado del controlador. Los
controladores vecinos pueden utilizar esta información para
identificar al controlador con el que necesitan comunicarse o
controladores alternativos para utilizarlos para facilitar las
comunicaciones con celdas vecinas durante el traspaso. El cambio en
la notificación de estado puede también incluir información
relacionada con los parámetros de comunicación necesarios bien en
forma de notificación directa o a través de la actualización de
entradas en una base de datos vecina.
La presente invención puede implementarse en
sistemas celulares en los que las estaciones transceptoras base en
al menos algunas partes del sistema tienen más de un
controlador.
En un primer aspecto la presente invención
proporciona un método para generar listas de celdas vecinas en un
sistema celular, según la reivindicación 1.
En otro aspecto la presente invención
proporciona un sistema para generar listas de celdas vecinas en un
entorno celular, según la reivindicación 4.
La figura 1 ilustra un sistema celular analógico
de la técnica anterior que muestra cuatro celdas.
La figura 2 ilustra un sistema de
telecomunicaciones celular de un tipo al que se refiere generalmente
la presente invención, e ilustra siete celdas ejemplares dentro del
sistema;
la figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra
una primera realización de un método de traspaso de una comunicación
celular que utiliza la presente invención; y
la figura 4 es un diagrama de flujo que muestra
otra realización del método de la presente invención.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques
esquemático de un sistema celular digital de la técnica anterior
que implementa controladores de estación base únicos ("BSC")
asignados para cada celda. El sistema 10 incluye una pluralidad de
celdas 12, 14, 16 y 18, teniendo cada una una antena 22, 24, 26 y 28
de estación transceptora base ("BTS"), respectivamente. Cada
BTS se enlaza preferiblemente con un BSC separado que procesa las
señales digitales multiplexadas de aparatos 32 móviles. En
particular, los BSC 42, 44, 46 y 48 se enlazan con las celdas 12,
14, 16 y 18, respectivamente. Los BSC también realizan cálculos de
intensidad de señal de radio relativos para evaluar y comparar
señales entre celdas vecinas. Varias listas de vecinos se generan
mediante procesadores que pueden estar emplazados dentro de los
BSC. El traspaso de comunicaciones desde los aparatos 32 móviles se
coordina y manejan mediante la estación 50 de conmutación móvil
centralizada, que se enlaza con cada BSC 32, 44, 46 y 48 dentro del
sistema 10.
La figura 2 es un diagrama de bloques
esquemático que muestra un sistema de comunicación celular digital
que utiliza preferiblemente la norma CDMA en la implementación de
una pluralidad de controladores de red de radio ("RNC") por
toda la red. Preferiblemente, más de un RNC puede controlar más de
una estación transceptora base ("BTS") particular en el
sistema. Como se muestra en la figura, una pluralidad de estaciones
transceptoras base proporciona cobertura por todo el sistema 112.
Para una mayor claridad, se hará referencia a cada BTS mostrada en
el presente documento como "BTS A", "BTS B" y "BTS
C", etc. De conformidad con la técnica anterior, cada BTS
incluye preferiblemente una antena 114 de estación base emplazada
preferiblemente de manera central, y trasmite a través de un alcance
que generalmente cubre las celdas 116 con forma hexagonal tal como
se muestra en el diagrama.
La pluralidad de controladores de red de radio
coordina las diversas BTS dentro del sistema 110. Para mayor
claridad, se hará referencia a cada controlador de red de radio
mediante su número respectivo: RNC1, RNC2, RNC3 y RNC4. En
particular, RNC1 y RNC2 están disponibles para proporcionar control
a través de BTS A, BTS B y BTS C tal como se muestra. RNC1 y RNC2
están interconectados para proporcionar un subsistema 112. RNC3
controla BTS D y BTS E, y forma un subsistema 124. RNC4 controla BTS
F y BTS G para formar un subsistema 126. RNC3 y RNC4 están
interconectados, y todos los RNC 1-4 están
interconectados con el MSC 130. El MSC 130 puede proporcionar
instrucciones de control y coordinación a todos los RNC dentro del
sistema 110.
Preferiblemente, un procesador 140 de base de
datos que incluye medios de almacenamiento apropiados (no mostrados)
está enlazado al MSC 130 para proporcionar información de control y
almacenar información de actualización de listas de vecinos como se
describirá adicionalmente a continuación. El procesador 140
preferiblemente ejecuta el software para mantener los registros e
información relacionada con la identidad de los controladores para
celdas vecinas y la información de direcciones asociadas con las
mismas. Un aparato 150 móvil se muestra en la figura y transmite
señales de radio a cualquiera de las celdas presentes en el sistema
110.
La figura 3 muestra una primera realización de
un método de la presente invención. El método permite a los RNC
determinar qué otros RNC están controlando las celdas particulares
cuando más de un RNC podría estar controlando cada celda. Por
ejemplo, si hubiera que transferirse una llamada desde la celda D a
la celda C, la BTS D de control necesitaría determinar si RNC1 o
RNC2 (o ambos) es (son) el controlador activo designado que está
actualmente controlando la BTS C.
El sistema de la figura 2 se utilizará en
conjunto con una descripción del método de la figura 3. Otros
sistemas y entornos de comunicación digital, tales como TDMA, puede
utilizarse para implementar la presente invención. Con referencia a
la figura 2, se supondrá que una sesión de llamada entre el aparato
150 móvil precede actualmente y obtiene servicio por la celda 116D y
BTS D. Como se muestra en el diagrama, los vecinos de BTS D son las
celdas C, E, F y G. En el presente ejemplo, la celda C vecina está
bajo el control de RNC1, la celda E vecina está bajo el control de
RNC3, la celda F vecina está bajo el control de RNC4 y la celda G
vecina está bajo el control de RNC4.
Ahora con referencia a la figura 3, las
comunicaciones preceden entre la BTS D y el aparato 150 móvil en la
caja 210. Los vecinos conocidos actualmente y los RNC de control
asociados se transmiten en forma de una lista de vecinos desde la
BTS D hasta el aparato 150 móvil en la caja 212. Preferiblemente, la
lista de vecinos reside en una base de datos dentro de la BTS D,
aunque puede residir también dentro del RNC3 de control o el MSC
130. La BTS D también se controla actualmente por el RNC3. La lista
de vecinos transmitida para la celda D incluye la información
resumida en la siguiente tabla.
Después de la transmisión de la lista de vecinos
al aparato 150 móvil en la etapa 212, el aparato 150 y el sistema
110 monitorizan el entorno de radio para determinar si es apropiado
el traspaso de la llamada. El aparato 150 móvil monitoriza
preferiblemente la intensidad de señal de los vecinos en la lista en
la caja 214. De forma simultánea, el aparato 150 móvil también
monitoriza la intensidad de señal de señales recibidas desde la BTS
D en la caja 216. También pueden utilizarse otros parámetros de
medición para determinar el traspaso, tal como la tasa de errores
de bits, etc. Además, otras celdas aparte de las vecinas, tales como
celdas seleccionadas, pueden ser el sujeto de mediciones, en lugar
del grupo entero de vecinos. Después de que se toman las mediciones,
el aparato 150 móvil transmite periódicamente mediciones de la
intensidad de señal a su RNC3 de control o el MSC 130 en la caja
218. En la caja 220, se realiza la determinación de si la intensidad
de señal de un vecino es mayor que la intensidad de señal medida
desde la BTS D. Si no es así, entonces la BTS D sigue siendo la BTS
de servicio y el proceso de medición continúa periódicamente en las
etapas 214 y 216 anteriores. Si la intensidad de señal de un vecino
es superior a la intensidad de señal recibida desde la BTS D, se
inicializa un procedimiento de traspaso en la caja 222. Un experto
en la técnica reconocerá que pueden utilizarse otros traspasos
determinados, como valores umbrales.
Suponiendo que el aparato 150 móvil se mueve
hacia la celda C, el traspaso se inicia finalmente entre la BTS D y
la BTS C y es supervisado por el MSC 130. Si se determina en la caja
222 que el RNC1, que se muestra en la Tabla 1 como que es
actualmente el BTS C de control, está disponible, el MSC 130
traspasa la sesión de llamada desde la BTS D hasta la BTS C.
También se transfiere el control desde el RNC3 hasta el controlador
RNC1 activo. Si se determina en la caja 222 que RNC1 no está
disponible o no responde a la solicitud de traspaso desde el RNC3,
el sistema 110 comprobaría una base 226 de datos alternativa de
controladores alternativos para las estaciones transceptoras base en
una lista de vecinos particular.
Un ejemplo de designaciones de control
alternativas para la lista de vecinos de la Tabla 1 se muestra a
continuación en la Tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Como se muestra en la Tabla 2, la celda C vecina
puede controlarse mediante o bien el RNC1 o bien el controlador
RNC2 alternativo. La celda E vecina se controla mediante el RNC3
para el controlador RNC4 alternativo. Las celdas F y G, que se
controlan actualmente mediante el RNC4, pueden controlarse como
alternativa mediante el RNC3. Comprobando la base de datos
alternativa de la Tabla 2 en la caja 226, se determina que el RNC2
es el controlador alternativo apropiado para la celda C cuando el
controlador RNC1 actual no está disponible. Por tanto, el RNC3
cambia sus parámetros de comunicación para comunicarse
apropiadamente con el RNC a través del MSC 130 en la caja 228. En la
caja 230, la sesión de llamada se traspasa entre la BTS D y 2BTS
C.
El RNC1 puede no estar disponible por varios
motivos, incluyendo un fallo del sistema, sobrecapacidad o para
facilitar el traspaso continuo entre la BTS D y la BTS C. Los
parámetros de comunicación apropiados que deben ser conocidos por la
celda de servicio y el controlador de servicio se almacenan también
en la base de datos de vecinos para el controlador alternativo
designado para cada celda vecina.
La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra
una segunda realización de un método de la presente invención. En
esta realización, un cambio en el RNC activo designado para celdas
particulares se dispara mediante una notificación de aviso de
actualización enviada a través del MSC 130 a al menos todas las
celdas vecinas dentro del sistema 110. Como alternativa, este
mensaje emitido desde el MSC 130 puede enviarse a celdas
seleccionadas que requieren conocimiento y parámetros de
comunicación particulares para comunicarse con la designación
cambiada de RNC para un controlador particular. Por tanto, las
bases de datos de vecinos y la información de control asociada que
cada celda 116 requiere cuando transfiere una sesión de llamada a
otra celda se actualiza según sea necesario cuando se cambia el
controlador activo designado en cualquier celda dentro del sistema
110. El procedimiento de actualización puede iniciarse mediante o
bien un mensaje emitido a través del MSC 130 o bien a través de un
procedimiento de actualización iniciado por el MSC 130 tras un aviso
recibido desde una celda que le informa de un cambio de controlador
activo
designado.
designado.
Utilizando la misma estructura de celda descrita
en conjunción con la figura 3 y mostrada en la figura 2, la presente
descripción supone que una sesión de llamada precede actualmente
entre el aparato 150 móvil y la celda D de servicio. La BTS D para
la celda D de servicio se controla actualmente mediante el RNC3. Una
lista de vecinos para la BTS D que reside actualmente en o bien el
RNC3 o bien el MSC 130 es preferiblemente como se muestra en la
Tabla 2 anterior.
Por varios motivos, el cambio de un controlador
de red activo en una celda puede requerir cambios en los RNC para
otras celdas. Por ejemplo, un RNC puede sólo ser capaz de
comunicarse con controladores que pueden operar sobre información
de un ancho de banda particularmente alto. Por tanto, la selección
de este controlador necesitaría que las celdas vecinas conmutasen a
otros controladores que pueden transmitir y recibir sobre un ancho
de banda similar. Por tanto, la celda de servicio debe actualizar
su lista de vecinos de manera que conozca que el control ha cambiado
en las celdas vecinas y pueden utilizarse parámetros de comunicación
alternativos para comunicarse con el controlador recién
designado.
Como se muestra en la figura 4, se produce un
cambio en los controladores designados como activos para los vecinos
de celda D en la caja 310. En particular, la celda C, que
actualmente designa RNC1 como su controlador activo, conmuta su
controlador activo a RNC2. La celda E, que utiliza el RNC3 como su
controlador activo designado, conmuta el controlador activo a RNC4.
El cambio en los controladores se resume a continuación en la Tabla
3.
En la caja 312, una base de datos maestra que
reside en el procesador 140 se interconecta con el MSC 130 para
comprobar preferiblemente todas las listas de vecinos afectadas.
Estas son las celdas que se necesitarán para comunicarse con el
controlador apropiado designado para las celdas C y E dentro de un
sistema 110. En la caja 314, todas las listas de vecinos se
actualizan para reflejar el cambio en el control para las celdas C y
E. En la caja 316, el MSC 130 continúa monitorizando cualquier
cambio en los controladores activos en todo el sistema 110.
Preferiblemente, en la caja 308, el MSC 130 monitoriza continuamente
los RNC dentro del sistema 110 para detectar cualquier cambio en los
controladores activos designados para celdas particulares dentro del
sistema 110.
Por supuesto, debe entenderse que pueden
realizarse un amplio rango de cambios y modificaciones en las
realizaciones descritas anteriormente. Por lo tanto se pretende que
la descripción detallada anterior se considere como ilustrativa en
lugar de limitativa y que se entienda que son las siguientes
reivindicaciones las que pretenden definir el alcance de esta
invención.
Claims (5)
1. Método para generar listas de celdas vecinas
en un sistema celular, incluyendo el sistema una primera celda y una
pluralidad de celdas (116) vecinas, incluyendo la primera celda y
las celdas (116) vecinas cada una una pluralidad de controladores
activos designados asociados con las mismas, incluyendo el método
las etapas de:
designar uno de los controladores para la
primera celda como el controlador activo para la primera celda, en
la que un controlador activo controla un transceptor que da servicio
a una celda;
generar una primera lista de vecinos de los
controladores activos para las celdas vecinas, generándose la lista
según una base de datos de controladores que pueden enlazarse con el
controlador activo designado, incluyendo dicha base de datos
información de dirección para dichos controladores y comprendiendo
información sobre qué controlador controla actualmente una celda
particular; y
generar una segunda lista de vecinos de los
controladores activos para las celdas vecinas tras un cambio en el
estado activo de cualquiera de los controladores activos vecinos,
generándose la lista según la base de datos.
2. Método según la reivindicación 1, que
comprende además una etapa de:
proporcionar una base de datos de información de
enlace de comunicación para permitir la comunicación entre
controladores de red, incluyendo la información direcciones de
comunicación para los controladores activos correspondientes a los
vecinos en las listas de vecinos.
3. Método según la reivindicación 1, que
comprende además las etapas de:
recibir información desde uno o más
controladores en la red que identifica un cambio en la designación
activa de uno o más controladores; y
modificar otros controladores tras dicho cambio
en la designación activa de cualquiera de los controladores activos
dentro de dicho sistema.
4. Sistema para generar listas de celdas vecinas
en un entorno celular, incluyendo el entorno celular una primera
celda y una pluralidad de celdas (116) vecinas, comprendiendo el
sistema:
una pluralidad de controladores asociados con la
primera celda y al menos algunas de las celdas (116) vecinas,
teniendo cada una de las celdas (116) al menos uno de los
controladores asociados designados como un controlador activo para
cada celda, en el que un controlador activo está dispuesto para
controlar un transceptor que da servicio a una celda;
estando el controlador activo asociado con la
primera celda en comunicación con otros controladores, pudiendo
acceder dicho controlador activo para dicha primera celda a una
primera lista de vecinos de controladores activos para una o más
celdas vecinas según una base de datos de listas de vecinos,
incluyendo dicha base de datos parámetros de comunicación necesarios
para la comunicación entre controladores para celdas vecinas y dicho
controlador activo para dicha primera celda y generándose dicha
lista según dicha base de datos; y
medios de notificación enlazados con el primer
controlador activo para notificar a los controladores asociados con
las celdas vecinas un cambio en el estado activo de cualquiera de
los controladores activos vecinos.
5. Sistema según la reivindicación 4, en el que
dichos controladores incluyen centros de conmutación y en el que
dichos centros de conmutación pueden controlar controladores para
dichas celdas vecinas.
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