在带有局部无线电通信系统和蜂窝无线电通信系统及基站的网络中传输信息的方法

摘要

本发明涉及一种传输信息的方法和一个包括至少一个局部的无线电通信系统，例如WLAN，和至少一个带有至少一个基站(BS)的分层蜂窝无线电通信系统，例如UMTS。该至少一个局部无线电通信系统和该至少一个分层蜂窝无线电通信系统使用不同的无线电接入技术。信息从带有至少与该局部无线电台通信的装置的第一无线电台(MN1)，向带有至少与该局部无线电台通信的装置的第二无线电台(MN2)传输。依据本发明，除了与该第一无线电台(MN1)和该第二无线电台(MN2)之间无线电传输有关的信令信息从该至少一个基站(BS)向该第一无线电台(MN1)和/或第二无线电台(2)传输外，还将与测量该无线电台特定环境和/或该无线电台状态有关的测量信息和状态信息从该第一无线电台(MN1)和/或从该第二无线电台(MN2)向该至少一个基站(BS)发送。

说明书

本发明涉及依据权利要求1之上位概念的、在包括至少一个局部无线电通信系统和带有至少一个基站的至少一个分层蜂窝无线电通信系统的网络中传输信息用的方法。

本发明还涉及传输信息用的网络中的一个基站，该网络包括至少一个局部无线电通信系统和带有至少一个依据权利要求11之上位概念的基站的至少一个分层蜂窝无线电通信系统及一个从属的网络。

在无线电通信系统中，信息(例如，语音、图像信息、视频信息、SMS(短消息报文业务)、MMS(多媒体通信业务)或其他数据)借助于电磁波通过发射站和接收站之间的无线电接口(基站或用户站)传递。此时，电磁波的辐射是通过载波频率进行的，该载波频率处于为各系统规定的频带内。

对于所采用的GSM移动无线电通信系统(全球移动通信系统)，使用900、1800和1900MHz的频率。该系统基本上用于传送传真与短消息SMS(短信息业务)以及数字数据。

对于采用CDMA-或TD/CDMA传输方法的第二代移动通信(2G)，例如，UMTS(Universal Mobile Telecommunication System：通用移动通信系统)或第三代的其他系统，其频率规定在约2000MHz的频带。第三代系统的开发目的在于：大量提供数据传输业务并首先是无线电接口能力的灵活管理，使该接口在无线电通信系统中是资源最少的接口。据说在该无线电通信系统中，首先通过对无线电接口的灵活管理，用户站在需要大数据量时能够以较高的数据速率发射和接收。

一个站对传输装置的整个无线电资源的访问，例如在这个无线电通信系统中，时间、频率、功率和空间通过多路存取方式(MultipleAccess：MA)来处理。

在时分多址方式(TDMA)下，每一个发射和接收频带划分为时隙，其中给各站分配一个或多个循环重复的时隙。通过TDMA，时间这种无线电资源被按站分割。

在频分多址方式(FDMA)下，整个频率范围被划分为窄频带范围，其中给各站分配一个或多个窄带的频带。通过FDMA，频率这种无线电资源被按站分割。

在码分多址方式(CDMA)下，通过由许多单独的所谓片码(chip)组成的扩展码，对传输的功率/信息按站进行编码，以此对传输的功率由代码决定的随机地扩展到大的频率范围。在一个小区/基站内，不同的站利用的扩展码各自相互正交的或基本上正交，以此使接收机识别出要发送给它的信号功率，并抑制其他信号。通过CDMA，功率这种无线电资源通过扩展码被按站分割。

在正交频分多址方式(OFDM)下，数据宽带传输，其中频带细分为等距正交的副载波，使得副载波的同步相移展开在一个时域-频域的二维数据流上。通过OFDM，频率这种无线电资源借助于正交的副载波被按站分割。在一个时间单位期间在正交的副载波上传输的结合起来的数据符号称为OFDM符号。

可以将各种多址方式结合起来。于是许多无线电通信系统利用TDMA和FDMA方法的结合。其中每一窄带的频带分为时隙。

对于上述UMTS移动无线电通信系统，在所谓FDD方式(频分双向)和TDD方式(时分双向)之间进行区分。TDD方式的特征主要在于，总频带不仅在上行(UL-Uplink(上行链路))而且在下行(DL-Downlink(下行链路))信号传输中利用，在FDD方式期间，两个传输方向各利用不同的频带。

在第二代和/或第三代无线电通信结合的示例中，可以进行信道交换(CS电路交换)或分组交换(PS分组交换)传输。

各站之间通过无线电通信接口(Luftschnittstelle)连接。而基站和无线电网络控制装置通常是基站子系统(RNS：Radio NetworkSubsystem(无线电网络子系统))的组成部分。蜂窝无线电通信一般包括多个连接到核心网络(CN：Core Network)的基站子系统。此外，基站子系统的无线电网络控制装置(RNC Radio Network Controller一般在分组交换数据传输时与核心网络的接入装置(带有GPRS(General Packet Radio Service：通用分组无线电业务)的SGSN(Serving GPRS Support Node：服务GPRS的支持接点))连接。核心网络的这个接入装置对于该核心网络的信道交换部分完成与节点MSC(Mobile services Switching Centre：移动业务交换中心)和VLR(Visitor Location Register：访问者位置登录)类似的任务。其他分组数据网络例如互联网中的一个转接装置(GGSN：Gateway GPRSSupport Node(网关GPRS支持节点))通常连接到核心网络的接入装置。

除上述的通常空间宽域配置(超局部)的、分层蜂窝无线电网络外，还有一般在无线电覆盖区域明显受较多空间限制的无线局域网(WLAN：Wireless Local Area Networks)。这突出地适于例如高位速率互联网接入。第一类型的WLAN在约2.4GHz频率下传输数据，另一类型的WLAN在约5-6GHz频率范围下传输数据，其中，主要特征是准光学传播。

在本发明范围内，至少一个局部无线电通信系统和至少一个分层蜂窝无线电通信系统使用不同的无线电接入技术(RAT RadioAccess Technology(射频访问技术))。不同的无线电接入技术可能意味着，获得例如不同的用户隔离方法或用户隔离方法之结合、不同频带、不同时隙和/或不同的编码应用。一般，至少一个局部无线电通信系统和至少一个分层蜂窝无线电通信系统属于不同标准的无线电接入技术。

下面以UMTS系统作为分层蜂窝无线电通信系统并以WLAN系统作为局部无线电通信系统的示例对本发明进行说明，但不对本发明构成限制。

用WLAN能够建立一个无线局部通信网络，其中用户站(MN：Mobile Nodes(移动节点))可以借助于无线电经过一次或多次跳跃(Hop，Multihop)或通过WLAN无线电接入装置其中通过WLAN无线电接入装置((AP：Access Points)彼此通信，其中通过WLAN无线电接入装置((AP：Access Points)例如，连接到一个宽带数据网(BDNBroadband Data Networks)。每一个无线电接入装置一般对处于其无线电覆盖区域中的全部用户站提供服务。其中小区的大小一般限制在几百米内。原则上可以用WLAN建立蜂窝无线电网络，其中，当用户站相应移动时现有的数据连接可以从一个无线电接入装置转移到另一个无线电接入装置(Roaming(漫游))。最大数据速率取决于各WLAN技术，总计可高达54兆位/秒。

目前WLAN与一般为空间上可达到宽域的第二和/或第三代蜂窝无线电通信系统的连接，例如在第三代合作项目(3GPP：ThirdGeneration Partnership Project)标准化委员会中讨论。由于WLAN技术上的可能性，尤其是高数据速率，人们对利用该技术在所谓″热点″即局部受限的范围(特别是用户密度较大的如机场、旅馆等)内作为超局部无线电通信系统的补充(例如作为UMTS的补充)很感兴趣。这里可以应用不同的WLAN技术，这使得对宽带数据网的宽带无线电接入成为可能，这可基于例如TCP/IP(TCP Transmission ControlProtocol/IP Internet Protocol(传输控制协议/互联网协议))、ATM(Asynchronous Transfer Mode异步传输方式)或B-ISDN(BroadbandIntegrated SerVices Digital Network宽带集成业务数字网络)。宽带WLAN技术的示例是IEEE 802.11技术(IEEE Institute ofElectrical and Electronics Engineers：电气与电子工程师协会)，例如，IEEE802.11a，IEEE 802.11b或Hiperlan/2(High Performancelocal area network Type 2：高性能局域网2型)，OpenAir或SWAP(Shared Wireless Access Protocol：共享无线访问协议)。在本发明的范围内术语″WLAN(无线局域网)″用来代表各种不同的宽带WLAN技术。

对于WLAN与像UMTS等超局部或超区域的层次式无线电网络的连接，在WLAN和UMTS的连接方面存在一个非常诱人的可能性，即WLAN的无线电接入装置与UMTS连接和/或所谓双方式用户站被用于连接，后者既能与至少一个局部无线电通信系统例如WLAN通信，又能与至少一个分层蜂窝无线电通信系统例如UMTS通信。

在一个UMTS用户站中，硬件方式的WLAN连接例如可以通过相应的模块这样实现，即该模块不是已经作为WLAN无线电部件集成，就是作为插入用户站或终端的相应接口(例如PCMCIA接口)的插槽中的WLAN PC卡。

对此适用这样一种方法和附属网络，该网络包括至少一个局部无线电通信系统和至少一个带有至少一个基站的分层蜂窝无线电通信系统，其中至少一个局部的无线电通信系统和至少一个分层蜂窝无线电通信系统使用不同的无线电接入技术，而且其中信息通过带有至少与局部无线电通信系统通信的装置的第一无线电台的局部无线电通信系统的一个无线电通信接口，传递到带有至少与局部无线电通信系统通信的装置的第二无线电台。

根据热点中WLAN的优选应用情况，据认为将来全世界会有大量官方的和私人的WLAN提供商，他们将会运营采用相同的或各不相同的WLAN技术的网络。

因而，一种对此适用的用户站，基本上既能与分层蜂窝无线电通信系统通信，又能与局部无线电通信系统通信，它实际上处于该分层蜂窝无线电通信系统的一个无线电小区内，并可利用至少一个局部无线电通信系统进行信息传输，采取适当的措施使这变得可能或变得容易。

因此，本发明旨在揭示一种方法和一种基站以及本文开头所述的那种网络，本发明用简单的技术和方法使这些手段成为可能或准备提供这些手段，不然在局部无线电通信系统和分层蜂窝无线电通信系统之间就需要强的连接或耦合。只要可能和/或适用，现有的基础设施就充分加以利用。

对于该方法的任务用权利要求1的特征解决，对于该基站的任务用权利要求11的特征解决，而对于该网络的任务用权利要求14的特征解决。

从属权项的主题涉及有利的配置与扩展。

依据本发明，从第一无线电台和/或第二无线电台将测量该无线电台的特定环境和/或该无线电台的状态的测量和/或状态信息传输给至少一个基站，而且将关于第一无线电台和第二无线电台之间无线电传输的信令信息，从至少一个基站传输到第一无线电台和/或第二无线电台。

以此即可在利用分层蜂窝无线电通信网络现有的结构的情况下，通过一个或多个局部无线电通信系统来扩大网络，其中可以通过控制分层蜂窝无线电通信网络的至少一个基站，整个提高网络的性能。

至少配有一个基站的无线电小区可分为扇区。

无线电台或用户站可以是、但不必一定是移动的。无线电台也可以是局部无线电通信系统的一个中继站。通过中继站能够扩大局部无线电通信网络的有效范围。用户站可以用作中继站，但是一般也用网络营运商或业务提供商的位置固定的站作为中继站。无线电台也可以是局部无线电通信系统的无线电接入装置。

在本发明的扩展中，无线电台的测量和/或状态信息可以包括关于邻站、无线电台范围内通信负荷、无线电台的供电和/或无线电台所支持的传输方式等信息。可以掌握所有对于网络控制可能是重要的环境、特性或状态，并至少考虑一个基站。

在本发明的配置中，无线电台特定环境的测量和/或无线电台的状态的确定是定期和/或应要求进行的。与应请求进行相比，定期进行可以减少信令通信。请求可以来自网络的不同的位置，例如，来自基站。

关于第一无线电台和第二无线电台之间信令信息可以包括关于发射功率、无线电频率、传输方式等信息。通过信令信息的传送，至少一个基站执行网络中的有效控制。因此，信令信息可包含基本上全部对此重要的数据。

此外，本发明的方法中可规定：关于第一无线电台和第二无线电台之间无线电传输的信令信息，根据请求通过至少一个基站、通过局部的无线电通信系统的无线电接入装置和/或通过第一无线电台和/或通过第二无线电台传输。

在第一无线电台的有用信息通过至少一个带有至少与局部无线电通信系统通信的装置的第三无线电台传输到第二无线电台的情况下，关于第一无线电台和第二无线电台之间传输路径的路径信息最好可以从至少一个基站传输到第一无线电台。这减轻了局部无线电通信系统的路由选择。在一个由多个无线电台组成的无线电通信系统中，必须为一个数据分组找到一条从发射机也许通过转播多个数据分组的无线电台到达接收机的路径。路径的选择人们称为路由选择。若该无线电台涉及移动的无线电台，则网络的拓扑结构一般随时间而改变。一个适用的路由选择方法必须进行不断改变的计算。

此时关于传输路径的路径信息传送包括通过分层蜂窝无线电通信系统的传输。这意味着，路由选择信息至少还通过分层蜂窝无线电通信系统的无线电接口传输。这不仅能够涉及路由信息传输的进行，而且还涉及有用信息通过该路径(路由)的传输路径。

至少一个基站能够将信令数据通过广播、通过所分配的无线电信道或通过专用的无线电信道发送。

在本发明的配置中，信令信息的传送经由局部无线电通信系统的一个无线电接入装置传输给第一无线电台和/或第二无线电台。以此可有效利用作为基础设施的局部无线电通信系统。

依据本发明的一个实施例，至少一个基站保存局部无线电通信系统的至少一个分区范围的相邻关系表，连同设有至少与局部无线电通信系统通信的装置的邻站的数据。这时至少一个基站需要时可迅速得到想要的路由信息可供使用。

本发明还涉及信息传输网络中的一个基站，该网络包括至少一个使用第一无线电接入技术的局部无线电通信系统和至少一个使用第二无线电接入技术的带有至少该基站的分层蜂窝无线电通信系统，其中信息通过配备至少与该局部无线电通信系统通信用的装置的第一无线电台的局部的无线电通信系统的一个无线电通信接口，传输到同样配备了至少与该局部无线电通信系统的通信用的装置的第二无线电台。该基站的特征在于，存在这样的装置，该装置将该无线电台特定环境测量和/或该无线电台状态的测量和/或状态信息从第一无线电台和/或从第二无线电台接收到该至少一个基站上，并将关于第一无线电台和第二无线电台之间无线电传输的信令信息，从该至少一个基站传输到该第一无线电台和/或该第二无线电台。

在该基站上设有这样的装置，以便至少临时维持一个关于局部的无线电通信系统的至少一个分区范围的相邻关系表，连同设有至少与局部无线电通信系统通信的装置的邻站的数据。

在该基站上可以有请求测量该无线电台的特定环境和/或确定该无线电台状态和/或请求关于第一无线电台和第二无线电台之间无线电传输的信令信息的装置。

本发明的具有至少两个无线电通信系统的数据传输网络的特征在于，它包括至少一个本发明的基站，其中，该至少一个局部无线电通信系统和该至少一个分层蜂窝无线电通信系统使用不同的无线电接入技术。

本发明的基站和本发明的网络尤其适用本发明的方法。此外，不仅在本发明的基站中而且在本发明的网络中都可设置相应的装置，以可执行本方法的步骤。

下面根据在一个附图中表示的实施例较深入地解释本发明或本发明的细节。

附图表示：带有局部无线电通信系统和分层蜂窝无线电通信系统的网络的网络体系结构的简化示意图。

该附图中，作为一个示例举例说明可能的网络体系结构的简化示意图。该网络包括一个局部无线电通信系统，例如：WLAN，带有无线电接入装置AP；以及一个分层蜂窝无线电通信系统，例如，UMTS，带有一个基站BS，其无线电覆盖区域(无线电小区)在附图中用六边形表示。基站BS连接到主干网Bb1，无线电接入装置AP连接到主干网Bb2。主干网络Bb1和Bb2彼此连接。如图所示，基站和无线电接入装置AP之间可以存在一个无线电通信接口，以便在至少一个基站BS和无线电接入装置AP之间进行信息交换。基本不需要空间的连接，因为已经存在一个通过主干网络Bb1和Bb2的连接。

在分层蜂窝无线电通信系统(例如，UMTS)的该无线电小区中，存在用户站MN1、MN2、MN3、MN4和MN5。本例中，有两种类型的用户站：一方面是具有与两个无线电通信系统(局部的系统和分层蜂窝系统)通信的能力的1型的多模式装置，而另一方面是只与局部无线电通信系统通信的2型的无线电台。多模式无线电台也归入2型的第二类，尽管它基本上实际上并不适宜在分层蜂窝无线电通信系统进行通信(例如，由于可用资源太少或不太有利)。

显然，在该无线电小区中还可设有只支持一个与分层蜂窝无线电通信系统的接口、但相反不支持与局部无线电通信系统的接口的无线电台(未示出)。

附图1中，电台MN3和MN5列入1型的多模式无线电台的第一类，而无线电台MN1、MN2和MN4列入2型的第二类。

每一个无线电台MN1、MN2、MN3、MN4和MN5现在主要定期向该基站BS提供测量该无线电台特定环境和/或该无线电台状态的测量和/或状态信息。无线电台MN3、MN4和MN5可以直接通过该分层蜂窝UMTS无线电通信系统的无线电通信接口进行传送，而无线电台MN1、MN2和MN4则必须至少通过WLAN的无线电接入装置AP或通过带有UMTS接口的无线电台如MN3进行传送。因此，向基站BS传送测量和/或状态信息总共有三种类型：

i)提供测量和/或状态信息的无线电台是一个1型无线电台，例如无线电台MN3或MN5。测量和/或状态信息可以直接通过UMTS接口传输到基站BS。

ii)提供测量和/或状态信息的无线电台是一个2型无线电台，例如无线电台MN1。无线电台MN1试图通过一个多跳路径将测量和/或状态信息传输到WLAN的无线电接入装置AP。因为传输范围宽的无线电台MN3是一个支持UMTS接口的1型的无线电台，故可直接通过UMTS无线电通信接口将该信息从该无线电台MN3传输到基站BS。

iii)无线电台MN2是一个2型无线电台。无线电台MN2也通过一个多跳路径传输该测量和/或状态信息。转播无线电台MN4同样是一个2型无线电台，并从无线电台MN2向WLAN的无线电接入装置AP传输该测量和/或状态信息，由此通过主干网络Bb2和Bb1向基站BS发送测量和/或状态信息。

WLAN的无线电接入装置AP也能作为无线电台向基站BS发射测量该无线电接入装置AP的特定环境的测量和/或状态信息。

基站BS能够利用传输过来的信息，并向一个或多个无线电台传输相应的信令信息。

例如基站BS能够根据所接收的测量信息求出网络中的负载分布。当表明通信量过载时，该基站将其局部化，可能的话根据测量信息，例如，就无线电台适当的发射功率提出建议，并传输给该无线电接入装置AP，以此无线电接入装置AP将此通知涉及通信量过载的无线电台。如此，基站BS和不同类型的无线电台能够对网络实施控制。

对于从基站的传输信令信息常常存在多种可能性；该基站能够通过无线电接入装置AP向WLAN的无线电台传输信令信息。当基站BS主动发送时，这特别适用。基站BS能够通过局部无线电通信系统向无线电台传输信令信息。当一个无线电台提出请求时，这特别有效。

每一个1型的无线电台都可以向该基站发送对一定信息的查询。若附图所示的无线电台MN1例如将要向无线电台MN2传输有用信息，则无线电台MN1需要到无线电台MN2的路径。通过信号测量知道MN1邻近MN3，该结果传输给基站BS。无线电台MN2、MN3和MN4同样也将它们的相邻关系信息传输给该基站。对于无线电台MN2这是无线电台MN3，对于无线电台MN3这是无线电台MN1、MN4和无线电接入装置AP；对于无线电台MN4这是无线电台MN2和MN3。该基站能够总结这些相邻关系信息。

最好在该基站上至少临时保存WLAN的无线电网络部分的相邻关系信息。可以根据可确定的状态选择判据，决定何时不再继续保存或应该保存关于WLAN的哪些信息。

为获知计划向无线电台MN2传输有用信息的一条路径，无线电台MN1广播发送有关路径的查询(路由请求)。无线电台MN3获得这个从无线电台MN1到无线电台MN2的路由查询，并将其继续送往基站BS。然后，基站BS检索相邻关系表寻找有利的路径。基站BS用信号将该路由信息(在选例中：MN1到MN3到MN4到MN2)通知无线电台MN3。无线电台MN3将路由信息继续送往无线电台MN1。利用通知的路由，无线电台MN1现在能够与WLAN中的无线电台MN2通信。