在移动通信系统中在系统间和频间切换时实施盲切换的方法

摘要

本发明涉及一种用于在移动通信系统中在系统间和频间切换时实施所谓的“盲切换”的方法，其中在切换之前一个移动台由多个基站来提供信号，即除了提供信号的基站外还可以从多个其他基站接收信号。根据本发明，由移动台实现对由基站在空间接口上接收到的信号的传播时间测量。测得的传播时间被传送到基站中的一个。由此，在移动通信网络方面借助于所传送的传播时间测量数据获知移动台所处的位置。然后借助于一个数据库根据获知的位置选择至少一个对于一个系统间或频间切换适合的基站，并且对于切换所需的数据从所选择的基站被传送到移动台。借助于这些信息移动台可以实现向所选基站的切换。

说明书

本发明涉及一种用于在移动通信系统中在系统间和频间切换时实施所谓的“盲切换(Blind Handover)”的方法，尤其是用在参加切换的移动通信网络的非均一的网络结构中。

在所谓的盲切换(HO)中，由于不同网络结构的非均一性，即在参加切换的网络的不同频率条件或覆盖范围下，不能为充分实施切换提供保证。

在目前适用的标准中建议，例如在每个UMTS小区的UMTS层和GSM层之间进行切换时，可以为盲切换配置一个切换候选者，在这种情况下，其前提是目标小区与原小区的覆盖范围一致，即发生切换的位置处的UMTS网和GSM网的各个小区的覆盖范围完全相同。否则所出现的情况将很难确定。其后果可能是切换失败，进而引起连接中断的危险(掉话)。

为了避免在盲切换时出现的这种问题，可以采用所谓的双移动终端设备，即带有两个分开的发送/接收装置的移动电话，其可以在两个频率上或者在两个移动网络中同时工作。

在切换期间，在参与切换的移动通信网络中，在用户终端设备与参与切换的网络节点，例如基站、RNC(无线网络控制器)和交换局(UMSC)之间交换信令并不是这里所描述的方法的主题。

本发明的目的在于给出一种方法，通过该方法可以实现盲切换，而不会在移动通信系统的不同层之间产生很大的问题，并且当这些层没有共同的网络结构时也可以实现。

根据本发明该任务通过权利要求1所述特征来实现。

本发明的出发点在于，在切换之前一个移动台由多个基站来提供信号，即除了提供信号的基站外还可以从多个其他基站接收信号。根据本发明，由该移动台实现对由基站在空中接口上所接收到的信号的传播时间测量。所测得的传播时间被传送给基站。这样，在移动通信网络方面借助于所传送的传播时间测量数据获知了移动台的所处位置。借助于该信息，移动台可以实现向所选基站的切换。

通过这种方法可以有把握地实现进一步发展的盲切换，另外也被称为高级盲切换(Blind Handover Advanced)。

通过所述方法得到了一种重要的优点：

-在所谓的UMTS压缩模式下，所需的HO测量肯定会发生冲突，这要根据切换候选者的情况和数量要求多个GAP(通用接入档案)。在根据本发明的盲切换时不会损失时间。

-通过压缩模式(CM)的机制，在网络中产生了附加的干扰。这也意味着网络容量减少。与此相反，通过所述的方法实现了容量的提高，因为不再需要CM。

-通过该方法可以实现其他的移动业务而不会产生很大的开销，这些业务需要用户的位置信息。

-该方法既在建筑物内也在建筑物外起作用，而无需附加的GPS。

-终端设备不必配备GPS或者作为双终端设备(带有两个发送接收单元)，因此可以减少制造成本。

本发明具有优点的实施例和改进还在从属权利要求的技术特征中给出。

为了获知位置信息，必须要求用户终端设备测量自身的小区中以及至少一个或两个其他的小区中的信号电平关系。除了信号电平外还测量空中接口上的信号传播时间。如果由于所覆盖的小区的当前信号电平关系这本来是不需要测量的，必须强制性地由所述终端设备来实现这种测量。这例如可以这样来实现：人们有目的地告之终端设备必须要经过测量的其他信号电平阈值，或者人们预先调整网络参数，以强制性地进行测量。

由此生成的关于信号传播时间的信息被传送到网络。为了能够将该信息用于盲切换，潜在目标小区所处的层必须进行分析以找到最佳覆盖基站(即最佳服务器)。这可以通过不同的类型和方法来实现。一方面用相应的方法来获知最佳服务器的覆盖范围，另一方面这可以通过所提供的测量数据来实现。由此得到的最佳服务器可以通过多边形分配到每个点。

然后将终端设备的坐标与最佳服务器数据库进行比较，从而选择相应的目标小区。然后这个目标小区通过HO指令传送给终端设备，从而有目的地实现高级盲切换。

将借助于附图更详细地描述本发明的实施例。

图1作为示例示出了两个相互重叠的移动通信网络，例如一个UMTS网和一个GSM网的小区结构的片段。

UMTS网包括多个无线小区10-14，它们由多个固定安装的基站20、23、24来提供无线信号。同样，GSM网包括多个无线小区1-7，它们由多个固定安装的基站20-22来提供无线信号。

UMTS网和GSM网例如对于基站20具有共同的位置。

一个移动台30位于UMTS小区10的内部，例如由基站24来提供无线信号。基站30希望盲切换到GSM网的一个适当的无线小区中。

根据本发明，这里首先确定移动台30所处的位置。通过一个适当的应用程序来要求该终端设备测量基站24和相邻UMTS基站20、23的信号电平和质量。其中必须由终端设备30唯一地识别出相应的基站20、23、24，并且确定空中接口上信号与之相应的传播时间。相邻小区以及自身小区的这些信息作为信息包被发送到一个基站，例如基站24。

仅由两个被测相邻小区和自身的小区就可以计算出UMTS网中终端设备30所处的位置。这种方法与终端设备所处的位置是在建筑物内还是建筑物外无关。

为了确定用户终端设备所处的位置，而无需知道方向信息，至少需要三个准确知道其位置的基站20、23、24。借助于终端设备与每个基站之间的信号传播时间测量，可以计算出限定了终端设备至各个基站的间隔区域的圆圈。在每个圆圈的中心处有一个基站。三个圆圈共同的切点就是终端设备所处的位置。这里基站的位置是参照点，其中位置坐标由网络提供商的位置数据库来提供。

理论上三个圆圈切于一点。这在实际情况是不可能的，因为传播时间测量原理要遵照传播条件和终端设备的微芯片中信号的处理速度(芯片频率)。每段测量间隔的间距段不可能任意的小。

这意味着，实际上终端设备所处的位置通过一个切面来描述。其中位置确定的精度随着被测基站的数目而增大。通过例如为3.84MHz的芯片频率计算出的每个芯片的最小测量间隔a为：

a＝光速C/芯片频率f_Bit＝300E6/3.84E6＝78m

实际上用现代终端设备可能实现好得多的测量精度。精度还取决于终端设备的接收机。所述接收机必须能够分辨芯片频率内的时间间隔，以得到10m范围内的结构。圆圈共同的切面给出了终端设备大致所处的位置。

由于终端设备不具有关于参与的基站的帧同步的信息，所得到的终端设备所处的位置还有附带的测量误差。

为了克服这一问题，主要给出了两种可能的方案：

-基站通过一个中央时钟或者通过GPS定时来同步。

-通过在基站方面的测量确定与其他基站的不同步的程度，并存储在一个阵列中。

通过所得到的移动台30所处的位置，借助于一个设置在移动通信网络中的数据库，确定对于实现一次切换最适合的无线小区或GSM网的基站。在图1中该基站例如为GSM基站20，它为GSM无线小区1提供无线信号。

由此移动台30也实现了至相应GSM目标小区1的一次切换，它必须根据对终端设备位置信息(测量值)的分析得到目标小区或相应的基站20。这可以直接通过发送给移动台的HO指令的形式来实现。

由此得到了相应网络节点(例如RNC)的功能，下面必须补充：对测量数据进行分析得到了一个位置信息，由该信息从最佳服务器数据库中得到了目标小区的最适合提供信号的基站，并且向参与切换的终端设备和基站提供信号。