专利名称：用于系统间－连接切换的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于系统间-连接切换的方法。本发明尤其适用于移动无线电或无线用户接入系统中。
在无线通信系统(下面也称为RAT-无线接入技术)中，譬如在第二代GSM(全球移动通信系统)的欧洲移动无线系统中，诸如语音、图像信息或其它数据是借助电磁波通过无线接口进行传输的。无线接口涉及基站和多个用户台之间的连接，其中用户台譬如可以是移动台或地点固定的无线电台。在此，电磁波辐射是利用为相应系统设定的频带之内的载频来实现的。对于将来的无线通信系统，譬如UMTS(通用移动电信系统)或其它的第三代系统，频率被设定位于约2000MHz的频带内。为第三代移动无线电系统UMTS设定了两种模式，其中一种模式称为FDD工作(频分双工)，另一种模式称为TDD工作(时分双工)。该两种模式适用于不同的频带，其中两种模式都支持一种所谓的CDMA用户分离方法(码分多址)。
为描述第二带GSM移动无线系统，J.Biala的书籍“Mobilfunk undIntelligente Netze(移动无线电和智能网)”，Vieweg出版社，1995年被作为一般现有技术的基础。
由于两代系统的并行存在且希望在第二代和第三代无线通信系统之间进行协调，在无线通信系统中已建立连接的用户台应该可以把所述的连接切换到在某种情况下支持另一传输模式的另一无线通信系统。这种系统间-连接切换的英文为Intersystem-Handover。
在未来UMTS移动无线系统开始流行时，所谓的多模式用户台既支持GSM标准，又支持UMTS标准。对运营商来说，既能利用GSM移动无线系统来实现譬如在面积上供给整个国家，又暂时局部有限制地提供UMTS移动无线系统是非常重要的。
根据GMS标准，必须由用户台譬如检测到最多至32个相邻小区的接收电平(RSSI-接收信号强度指示器)，并且由提供最佳传输状况的六个相邻小区周期性地向进行供给的基站发出信令。
在用户台已与系统建立连接或用户台处于所谓的空闲模式时，除了对系统的相邻小区进行这种检测外，用户台在将来还必须检测一个或多个可并行地使用的无线通信系统的无线小区。这一方面不利地增加了用户台的能耗，另一方面这需要一定的时间来检测所有可供使用的系统。因此如下做法在原则是有意义的，即由用户台首先只检测一个系统的无线小区，而且只有当通往该系统的传输质量低于某个阈值时才触发检测另一个系统。
目前，针对GSM标准而建议如此地扩展所谓的控制参数，使得在下行方向的控制参数中还附加地以信令发送两个阈值QSEARCH和QACCEPT。所述的全部控制参数在图2中用表格给了出来。所述建议的阈值是借助斜体字示出的。
第一阈值QSEARCH描述了一个接收GSM信号的质量下限值，超过该接收信号时不执行对另一系统的测量(替换的RAT)。第二阈值QACCEPT描述了另一系统的信号质量的下限值，低于该阈值时向所述的另一系统进行连接切换是不可接受的。
借助图4来讲述这些附加参数是怎样作用于用户台的特性的。参考下面讲述的
图1，按照时间t示出了在用户台内所测定的传输质量值“质量”。随时间变化的sig1譬如是GSM移动无线系统的基站共用的信令信道BCCH(广播控制信道)，该信道由所述的基站利用被提高的或恒定的发射功率进行发送。时间变化的第二信号sig2譬如是由UMTS移动无线系统的基站发射的公共信令信道BCH(信标信道)。所述的时间变量主要取决于用户台的移动，但用户所处的无线小区内的通信业务负荷的变化也可能导致传输质量的波动。
根据所述的建议，由用户台在低于第一阈值QSEARCH之后开始检测第二信号sig2，并在接下来超过第一阈值QSEARCH之后结束该检测，并依此类推。对此，在低于第一阈值QSEARCH和同时第二信号sig2超过第二阈值QACCEPT的情况下，作为结果譬如触发向第二系统的连接切换。
这种特性导致了尤其在传输质量值“质量”接近于第一阈值时会经常暂时地启动和停止对第二系统的检测。一方面由此浪费了昂贵的能量，另一方面检测时间间隔太短，以便从传输质量的测试中可靠地推断出向第二系统的可能连接切换。在此通常必须考虑，对第二系统的无线小区进行单次的测量是不够的。具体地说是必须执行多次测量以便获得可靠的结果。
本发明的任务在于提供一种方法，它基于已知的方法能实现一种用于连接切换的有效而可靠的方法。该任务通过具有权利要求1所述特征的方法和通过权利要求12所述的基站系统以及通过权利要求13所述的用户台来解决。本发明的优选改进方案由从属权利要求给出。
本发明的方法有利地实现了，利用附加的判据来执行通往第二系统基站的传输质量的测定，直到能可靠地获知向第二系统进行连接切换的适宜性。
根据本发明，采用时间间隔和/或判定滞后来作为独立于所述阈值的判据。
尤其有利的是，把所述的本发明方法应用到一种作为移动无线系统或无线用户接入系统而实现的无线通信系统中。
借助附图来详细讲述本发明的实施例。
图中图1示出了两个相邻的无线通信系统的框图，图2示出了具有已知控制参数的表格，图3示出了具有本发明附加控制参数的图2所示的表格，图4示出了现有技术方法的示例性时间图，以及图5示出了本发明方法的示例性时间图。
附图1分别示出了由两个移动无线系统RAT1、RAT2-作为无线通信系统的例子-组成的部分视图。移动无线系统均由许多移动交换局MSC或UMSC(移动交换中心或UMTS移动交换中心)组成，这些交换局属于一个交换网络(SSS交换子系统)并相互结网，或者建立进入固定网的入口，并且由一个或多个与该移动交换局MSC、UMSC相连的基站系统BSS(基站子系统)组成。基站系统BSS又具有至少一个用于分配无线技术资源的设备BSC(基站控制器)或RNC(无线网络控制器)和至少一个分别与之相连的基站BTS(基本收发信站)或NB(节点B)。基站BTS、NB可以经无线接口建立通往用户台UE(用户设备)的连接，这些用户台譬如为移动台或其它移动和静态的终端设备。通过每个基站BTS、NB形成至少一个无线小区Z。无线小区的大小通常由所述基站BTS、NB以较高发射功率作为通信业务信道发送的公共信令信道BCH(信标信道)或BCCH(广播控制信道)的作用距离决定。在分区或分级的蜂窝结构中，每个基站BTS、NB也可以供给多个无线小区。该结构的功能性可以转用到在其中可以应用本发明的其它无线通信系统中，尤其是用于具有无线用户端口的用户接入网。
图1的例子示出了被构造为移动台的用户台UE，该用户台位于支持GSM标准的第一移动无线系统RAT1的无线小区Z内，而且还位于支持UMTS标准的第二移动无线系统RAT2的无线小区Z内。用户台UE已经向所述被示例性示出的第一移动无线系统RAT1的基站BTS建立通信连接。在该连接期间，由用户台UE周期性地分析通往那些包围它的基站-譬如所示的第一移动无线系统RAT1的基站NB-的无线接口的传输状况，以便譬如在通往第二移动无线系统RAT2的基站BTS的传输质量变坏的情况下，或者在附加地建立业务的情况下，触发向第一移动无线系统RAT1的基站NB进行连接切换。
如果通往第一移动无线系统RAT1的传输质量变坏-譬如由于用户台UE离开该第一移动无线系统RAT1的无线服务区-，则必须触发上述对一个并行移动无线系统的无线小区进行附加地检测，以便在必要时切换到该系统上。
譬如在分级式网络结构中，当位于不同层级之间的通信连接从一个微蜂窝切换到一个宏蜂窝时-两蜂窝在不同的频带内工作-，也可以使用相同的方法。
本发明的方法另外还可以扩展到在使用相同传输方法的无线通信系统之间进行连接切换。这譬如可以出现在一个或两个运营商的GSM-900-系统和GSM-1800-系统之间的连接切换中。
图3示例性地示出了与图2相对应的表格，它具有本发明的附加控制参数(斜体字)。这些参数一方面是滞后QSEARCH_HYST，另一方面是时间间隔QSEARCH_TIME。每个这种参数已解决了现有技术的上述问题。但所述两个参数的组合可以通过所述参数的专门匹配而有利地为运营商实现更高的灵活性。
在此，滞后QSEARCH_HYST定义了位于阈值QSEARCH之上的一定附加参数，这可以从图2看出。所述滞后QSEARCH_HYST的宽度譬如可以按无线小区专用地和根据环境条件由运营商来选择。
如果第一信号sig1的质量低于阈值QSEARCH，则由用户台UE开始检测第二信号sig2的质量。此时一直继续所述的检测，直到第一信号sig1的质量超过所述滞后范围的上限。
时间间隔QSEARCH_TIME定义了如下时间间隔，在该间隔内由用户台UE至少测定第二信号sig2的质量。只有当第一信号sig1超过滞后范围的上限时，才结合所述的滞后QSEARCH_HYST中断该时间间隔QSEARCH_TIME。
所述的时间间隔可以专门地进行匹配，但在各种情况下都应该确保提供至少一个足够的时间来针对传输质量测定一个可靠的值。优选地，在所述的时间间隔上对所测定的值求平均，并将该平均值与所述的阈值QSEARCH进行比较。
权利要求
1.用于控制从具有第一传输方法(GSM)的第一无线通信系统(RAT1)向具有第二传输方法(UMTS)的第二无线通信系统(RAT2)进行系统间连接切换的方法，其中，针对通往所述第一无线通信系统(RAT1)基站(BTS)的传输性能而把由用户台(UE)测定的传输质量(质量)与一个阈值(QSEARCH)进行比较，以及在低于所述阈值(QSEARCH)的情况下，针对通往所述第二无线通信系统(RAT2)基站(NB)的传输质量(质量)而触发对传输质量(质量)进行附加的测定，其中，一直继续所述的测定，直到满足一个独立于所述阈值(QSEARCH)的判据(QSEARCH_HYST，QSEARCH_TIME)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，由所述的用户台(UE)测定一个接收电平、一个信噪比和/或一个比特差错率以确定所述的传输质量(质量)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，采用一个时间间隔(QSEARCH_TIME)作为判据。
4.如上述权利要求之一所述的方法，其中，在所述的时间间隔(QSEARCH_TIME)过去之后，将通往所述第一无线通信系统(RAT1)基站(BTS)的传输质量(质量)再次与所述的阈值(QSEARCH)相比较，在超过所述的阈值(QSEARCH)的情况下终止所述通往第二无线通信系统(RAT2)基站(NB)的传输性能(质量)的测定。
5.如权利要求1～3之一所述的方法，其中，在所述的时间间隔(QSEARCH_TIME)过去之后，将通往所述第一无线通信系统(RAT1)基站(BTS)的传输质量(质量)再次与所述的阈值(QSEARCH)相比较，在低于所述的阈值(QSEARCH)的情况下启动所述通往第二无线通信系统(RAT2)基站(NB)的连接切换。
6.如上述权利要求之一所述的方法，其中，针对通往所述第一无线通信系统(RAT1)基站(BTS)的传输质量(质量)对所述在时间间隔(QSEARCH_TIME)期间所测定的值求平均，并在所述的时间间隔过去之后将该平均值与所述的阈值(QSEARCH)进行比较。
7.如权利要求3～6之一所述的方法，其中，所述的时间间隔(QSEARCH_TIME)是无线小区专用地和/或根据所述系统(RAT1，RAT2)的当前通信业务负荷来选择的。
8.如上述权利要求之一所述的方法，其中，采用取决于所述阈值(QSEARCH)的值的滞后(QSEARCH_HYST)作为判据。
9.如上述权利要求之一所述的方法，其中，一直进行通往所述第二无线通信系统(RAT2)基站(NB)的传输质量(质量)的测定，直到所述通往第一无线通信系统(RAT1)基站(BTS)的传输质量(质量)位于由所述滞后(QSEARCH_HYST)所限定的范围之外。
10.如权利要求8或9所述的方法，其中，所述滞后(QSEARCH_HYST)的范围可以无线小区专用地进行选择。
11.如上述权利要求之一所述的方法，其中，所述的第一无线通信系统(RAT1)支持GSM传输方法(GSM)，以及所述的第二无线通信系统(RAT2)支持UMTS传输方法(UMTS)。
12.用于执行上一权利要求的方法的无线通信系统(RAT1，RAT2)的基站系统(BSS)，其中，所述的无线通信系统(RAT1，RAT2)被实施为移动无线系统或无线用户接入系统。
13.用于执行上一权利要求的方法的用户台(UE)。
全文摘要
根据本发明，把由用户台测定的通往第一无线通信系统基站的传输质量与一个阈值进行比较。在低于所述阈值的情况下，触发对通往所述第二无线通信系统基站的传输质量进行附加的测定，其中，一直继续所述的测定，直到满足一个独立于所述阈值的判据。
文档编号H04W36/14GK1416660SQ01806190
公开日2003年5月7日 申请日期2001年3月6日 优先权日2000年3月6日
发明者M·费伯 申请人:西门子公司