专利名称：在蜂窝电话网络中用于容量驱动小区内切换方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般的属于在通信网络中最大利用通信能力的技术，特别地属于用于在蜂窝电话网络基站中执行现有的通信连接的小区内切换以便优化通信设备的利用的方法和设备。
在蜂窝电话网络中，每个基站配备用于通过空中接口的通信信道完成与移动站的通信。该通信设备经常具有不同的信道速率容量和限制。为了更好的懂得这些区别，随后的术语定义如下信道速率信道速率指示目前正在用于业务信道的通信速率。可能的值是全速率和半速率。
信道速率容量信道速率容量表示声道的通信速率能力。可能的值仅仅是双速率和全速率。
双速率信道对双速率信道对表示在双速率通信设备上的一对信道，一起提供能够传送一个全速率连接或者两个半速率连接的资源。双速率信道对包括对应于个人数字蜂窝(PDC)协议中的空中接口时隙TS0/TS3，TS1/TS4，或者TS2/TS5的信道。
双速率通信设备双速率通信设备表示基站通信设备，它提供能够传送全速率和半速率连接的资源。双速率通信设备提供三个双速率信道对。
双速率业务信道双速率业务信道表示包括在双速率信道对中的两个业务信道之一。双速率业务信道能够传送半速率连接。与双速率信道对中的其它双速率业务信道一起，两个双速率业务信道能够传送一个全速率连接。
只有全速率的通信设备只有全速率的通信设备表示提供能够传送全速率连接的资源的基站通信设备。全速率通信设备提供三个全速率信道。
只有全速率的业务信道只有全速率的业务信道表示只能够传送全速率连接的业务信道。
全速率业务信道全速率业务信道代表传送全速率连接的业务信道。在PDC空中接口中，全速率业务信道对应于一个全速率时隙TS0，TS1和TS2。一个全速率时隙对应于两个半速率时隙。
半速率业务信道半速率业务信道代表能够传送半速率连接的一个业务信道。在PDC空中接口中，半速率业务信道对应于一个半速率时隙TS0，TS1，TS2，TS3，TS4或者TS5。
只有全速率的移动站只有全速率的移动站是只能使用一个全速率连接的移动站。
双速率移动站双速率移动站是能够使用全速率连接或者半速率连接的移动站。
全速率连接(FRC)全速率连接是在只有全速率业务信道或者全速率业务信道传送的基站和移动站之间的通信连接。
半速率连接(HRC)半速率连接是在半速率业务信道传送的基站和移动站之间的通信连接。
能半速率的连接(HRCC)能半速率的连接是全速率连接的等效物在于它是在只有全速率业务信道上传送的基站和双速率移动站之间的通信连接，但是，基础的通信仅仅要求需要使用半速率连接，尽管利用了只有全速率的业务信道。例如在该基站和移动站之间的传真或者调制解调器通信要求使用全速率连接，话音通信仅仅要求半速率连接。因此，在半速率业务信道不可用的情况下，使用能半速率的连接。在这些情况下，只有全速率的业务信道的一半通信能力是不必要的和基本上浪费了。
现在参见
图1，示出代表蜂窝电话基站中通信设备的信道速率容量和限制的功能方框图。虽然本说明书是针对实现个人数字蜂窝(PDC)协议的基站，介绍的概念和情况也应用于其它协议。蜂窝电话基站100包括只有全速率的设备110，设备110例如包括分别在时隙TS0，TS1和TS2的三个只有全速率的业务信道130，140和150。该蜂窝电话基站100还包括双速率设备120，双速率设备120例如包括三个双速率的信道对160，170和180。每个双速率信道对包括分别在时隙TS0，TS1，TS2，TS3，TS4和TS5的两个双速率业务信道161，162，171，172，181和182。每一个的只有全速率的业务信道130，140和150能够传送一个全速率连接或者一个能半速率的连接。由于能半速率的连接的基础的通信要求是与半速率连接等效的，当在只有全速率的业务信道上传送能半速率的连接时一半的信道通信能力浪费了。另一方面，每个双速率信道对160，170和180能够传送单个全速率连接或者两个半速率连接。但是，全速率连接不能在两个分开的双速率信道对之间分开。
由于在蜂窝电话基站100和移动站之间建立了通信连接并且随后终止了，造成了现有的通信连接变成以不佳优化的方式分配给该通信设备。提供下列例子示出如何能够出现这样的情形。其它情形是可能的和给出的例子还未穷尽可能的例子。
在第一例子中，使用双速率设备120的所有的双速率业务信道161，162，171，172，181和182，因为是只有全速率的设备110的所有的只有全速率的业务信道130，140和150。如果随后终止两个不同的双速率信道对的双速率业务信道上的两个半速率连接，例如双速率业务信道161和171，则没有新的全速率连接能够建立。由于该限制没有新的全速率连接能够建立，在不同的双速率信道对之间全速率连接不能分开，即使蜂窝电话基站100具有可用的通信容量(双速率业务信道161和171)传送新的全速率连接。
在第二例子中，使用只有全速率的设备110的所有的只有全速率的业务信道130，140和150，并且除了一个双速率业务信道以外，还使用例如双速率设备120的双速率业务信道182。如果在两个不同的双速率信道对160和170的双速率业务信道161，162，171和172之一上的半速率连接终止，例如双速率业务信道172，其中出现蜂窝电话基站100具有可用的通信容量(双速率业务信道172并且182)传送全速率连接，但是因为全速率连接不能在不同的双速率信道对存在的情形，蜂窝电话基站100不能传送新的全速率连接。
在第三个例子中，使用所有的双速率信道业务信道161，162，171，172，181和182。此外，所有的只有全速率的业务信道130，140和150与至少一个只有全速率业务信道例如只有全速率业务信道150一起传送能半速率连接。如果在双速率业务信道之一例如双速率业务信道172上的半速率连接终止，蜂窝电话基站100不能传送另一个全速率连接，即使它具有可用的通信容量(双速率业务信道172和只有全速率业务信道150丢失的通信容量)传送新的全速率连接。
虽然存在其它例子，但是这三个情形说明当呼叫终止时如何可能导致蜂窝电话基站100的通信设备不足优化的使用。因此需要在蜂窝电话基站中的通信信道之间重新分配现有的通信连接的方法和设备，因为终止了现有的通信连接，使得该通信设备的使用可能是优化的。
本发明包括一种方法和设备，用于优化蜂窝电话网络基站中的信道使用。通信连接终端检测器检测何时通过该基站发送的现有的通信连接被终止。检测器通知处理器计算当前通过最佳化信道利用的基站的其余通信连接的信道分配。优化的信道分配是基于将具有比当前传送现有的通信连接的通信信道上可提供的信道速率要求低的现有通信连接分配到一个较低的信道速率容量的通信信道，或者将现有的通信连接从一个较少限制的通信信道指定到具有相同的或者较低的信道速率容量的更大的限制的通信信道作为当前的通信信道。然后在该基站中的通信信道之间切换现有的通信连接实现计算的优化信道分配。
为了更完整的理解本发明，参考随后结合附图进行的详细的叙述，其中先前描述的图1是代表在蜂窝电话基站中的通信设备的信道速率容量和限制的功能方框图；图2A是包括响应第一示例的信道分配优化信道使用的装置的蜂窝电话基站的功能方框图；图2B是包括响应第二示例的信道分配优化信道使用的设备的蜂窝电话基站的功能方框图；图2C是包括响应第三示例的信道分配优化信道使用的设备的蜂窝电话基站的功能方框图；和图3是用于优化蜂窝电话基站中信道使用的与本发明一致的一种方法的流程图。
先前规定的定义进一步使用于描述本发明。本发明的方法和设备的下列描述说明与具有分别支持只有全速率业务信道和双速率业务信道的只有全速率和双速率设备的蜂窝电话基站一起使用的最佳实施例。然而应当懂得，这些信道速率是以举例方式使用的，并且本发明不局限于具有这些能力的设备，而是适用于具有任何容量组合的设备。此外，下面的叙述描述了各种情形，从而本发明优化了信道使用。提供这些情形说明本发明的操作并且不是所有的可能的情形的详尽的列举。因此应当懂得，信道速率容量的不同组合和限制是可能的。更进一步，下列描述遵循个人数字蜂窝(PDC)协议和时隙。不言而喻PDC是以举例方式使用的并且本发明不局限于PDC协议和时隙。
现在参见图2A，示出包括响应第一示例的信道分配优化信道使用的装置的蜂窝电话基站100的功能方框图。蜂窝电话基站100包括只有全速率的设备110，设备110例如包括分别在时隙TS0，TSI和TS2上的三个只有全速率的业务信道130，140和150。蜂窝电话基站100还包括双速率设备120，双速率设备120例如包括三个双速率信道对160，170和180。每个双速率信道对包括分别在时隙TS0，TS1，TS2，TS3，TS4和TS5上的两个双速率业务信道161，162，171，172，181和182。本发明的设备包括一个连接终端检测器200和一个处理器210。
在第一种情形中，各个只有全速率的业务信道130，140和150在支持现有的全速率连接或者以任何组合的现有的能半速率的连接中使用。使用至少一个双速率信道对160，170或者180支持现有的全速率连接。剩余的双速率信道对可以不使用或者在使用支持组合的现有的全速率连接或者现有的半速率连接。当在只有全速率的业务信道130，140或者150任何一个业务信道的连接终止时，连接终端检测器200检测该终止并且通知处理器210。处理器210以与本发明的方法一致的方式计算新的信道分配(在图3中描述)，并且执行在双速率信道对之一，在这个例子中是双速率信道对160的现有的全速率连接的切换220到最新可用的只有全速率业务信道，在此情况中是只有全速率业务信道150。通过执行从双速率设备120的双速率信道对160到最新可用的只有全速率的通信设备110的只有全速率业务信道150的现有的全速率连接的切换220，现有的通信连接最佳的匹配该信道速率容量和蜂窝电话基站100的通信设备的限制。
另外现在参见图2B，示出包括响应第二示例的信道分配优化信道使用的设备的蜂窝电话基站100的功能方框图。在第二情形中，至少一个双速率信道对，在这个例子中是双速率信道对160在它的两个双速率业务信道传送两个双速率连接，在这个实例中是双速率业务信道161和162。此外，第二双速率信道对，在这个例子中是双速率信道对170在它的一个双速率业务信道上传送一个双速率连接，在这个实例中是双速率业务信道171。当在完全地使用双速率信道对160的双速率业务信道之一上的一个双速率连接，在这个例子中是双速率业务信道162终止时连接终端检测器200检测该终止并且通知处理器210。处理器210以与本发明的方法一致的方式计算新的信道分配(在图3中描述的)并且执行在双速率业务信道171存在的半速率连接的切换230到双速率业务信道162，以便对不同的双速率信道160和170剩余的两个双速率连接配对，作为在双速率业务信道171上通信连接终止的结果。通过执行切换230配对两个半速率，现有的通信连接是最佳的匹配到该信道速率容量和蜂窝电话基站100的通信设备的限制。
现在另外参见图2C，示出包括响应第三示例的信道分配优化信道使用的装置的蜂窝电话基站100的功能方框图。在这个第三个情形中，使用双倍速率通信设备120的所有的双速率信道业务信道161，162，171，172，181和182。此外，使用至少一个只有全速率的业务信道，在这个例子中为只有全速率业务信道150传送能半速率的连接。当在双倍速率通信设备120的一个双速率业务信道161，162，171，172，181或者182上的一个双速率连接终止时，在这个例子中为双速率业务信道181，则连接终止检测器200检测该终止并且通知处理器210。处理器210以与本发明的方法一致的方式计算新的信道分配(在图3中描述)，并且执行在只有全速率的业务信道上存在的能半速率的连接，在这个例子中是只有全速率的业务信道150切换240到最新可用的只有双速率业务信道，在此例子双中是双速率业务信道181。由于发生切换，该双速率移动站从全速率转换到半速率通信方式。为了执行切换，该移动站需要是双速率移动站。在优选的实施例中，例如在通信连接建立期间预先得知已经获得处理器210，关于该移动站的能力和只是在该移动站是双速率移动站时才执行该切换。如果处理器210不知道该移动站的能力，处理器210例如通过查询该移动站确定在切换之前的移动站的能力。通过执行从只有全速率的通信设备110的只有全速率的信道对150到最新可用的双速率的通信设备120的双速率业务信道181的现有的能半速率连接的切换240，现有的通信连接最佳的匹配该信道速率容量和蜂窝电话基站100的通信设备的限制。
现在另外参见图3，示出优化本发明的信道使用的方法的流程图。本质上说，信道优化是基于这样进行的将具有比传送现有的通信连接的通信信道上可提供的速率要求低的现有通信连接连接到分配到一个较低的信道速率容量的通信信道或将现有的通信连接从一个较少限制的通信信道指定到具有相同或较低信道速率容量的更大速率容量限制的通信信道作为当前的通信信道。
具体地说，通过蜂窝电话基站选定路线的通信连接不断地监视以便检测连接的终止(步骤300)。
一旦检测到连接终止就确定该释放信道是否为只有全速率的业务信道(步骤310)(如果不是，则通过默认释放双速率业务信道)。如果确定该释放信道是只有全速率的业务信道，则确定全速率连接是否存在在双速率信道对上(步骤320)。如果在双速率信道对上存在全速率连接，则执行切换，全速率连接从双速率信道对切换到释放的只有全速率的业务信道(步骤330)并且返回监视在步骤300的连接终止。做为选择，如果在步骤320确定在双速率信道对上不存在全速率连接，则返回在步骤300对连接终止的监视。
如果在步骤310确定没有释放只有全速率的业务信道，则默认双速率业务信道释放了。在这种情况下，确定两个未配对的双速率连接是否存在于不同的双速率信道对，每个双速率信道对只传送单个双速率连接(步骤340)。如果确定是肯定的，一个双速率连接从一个双速率信道对切换到另一个双速率信道对(步骤350)，导致一个双速率信道对在每个它的双速率业务信道上传送双速率连接并且其它双速率信道对不传送连接。
如果在步骤340中确定不存在两个未配对的双速率连接，则确定在只有全速率的业务信道是否存在能半速率的连接，该移动站是否为双速率移动站和是否有可用的双速率业务信道(步骤360)。如果在只有全速率的业务信道上不存在能半速率的连接或者该移动站不是双速率移动站或者双速率业务信道是不可用的，在步骤300返回对连接终止的监视。否则，能半速率的连接从只有全速率的业务信道切换到可用的双速率业务信道(步骤370)并且在步骤300返回对连接终止的监视。
虽然本发明的方法和设备的优选的实施例已经在附图中示出了和在前面的详细叙述中描述了，不言而喻，本发明不局限于公开的实施例，而是能够进行很多重新配置、修改和取代，都不偏离如由所附权利要求提出和定义的本发明的精神。
权利要求
1.优化在蜂窝电话网络基站中信道使用的方法，包括步骤为通过优化信道使用的基站的现有的通信连接计算信道分配；和在该基站中的通信信道之间切换现有的通信连接。
2.根据权利要求1的方法，其中计算信道分配的步骤包括以下步骤将一个具有比当前传送通信连接的通信信道上可提供的信道速率容量低的现有通信连接分配到具有更低信道速率容量的通信信道上，和将现有的通信连接从较少限制的通信信道分配到具有相同的或者较低的信道速率容量的更大的限制通信信道。
3.优化在蜂窝电话网络基站中信道使用的方法，包括最佳匹配现有的通信连接到该蜂窝电话基站的通信设备的信道速率容量和限制的步骤。
4.优化在蜂窝电话网络基站中信道使用的方法，包括步骤检测何时终止通过该基站的现有的通信连接；计算当前通过优化信道使用的基站剩余通信连接的信道分配；和从当前传送剩余通信连接的通信信道切换至少一个剩余通信连接到先前传送终止通信连接的新的释放的通信信道。
5.根据权利要求4的方法，其中计算的信道分配的步骤还包括以下步骤识别在双速率信道对上存在的全速率连接；识别释放的只有全速率的业务信道；和其中切换至少一个剩余通信连接的步骤还包括切换在双速率信道对上存在的全速率连接到释放的只有全速率业务信道。
6.根据权利要求4的方法，其中计算信道分配的步骤还包括以下步骤识别在只有全速率的业务信道上存在的能半速率的连接；识别释放的半速率的业务信道；和其中切换至少一个剩余通信连接的步骤还包括切换在只有全速率业务信道上存在的能半速率的连接到释放的半速率业务信道。
7.根据权利要求4的方法，其中计算信道分配的步骤还包括以下步骤识别在第一双速率信道对的第一双速率业务信道上存在的第一双速率连接，其中不使用第一双速率信道对的第二双速率业务信道；识别在第二双速率信道对的第一双速率业务信道上存在的第二双速率连接，其中不使用第二双速率信道对的第二双速率业务信道；和其中切换至少一个剩余通信连接和包括切换在第二双速率信道对的第一双速率业务信道上存在的第二双速率连接到第一双速率信道对的第二双速率业务信道。
8.优化在蜂窝电话网络基站中信道使用的一个设备，包括一个处理器，用于计算的当前通过优化信道使用的该基站的现有的通信连接的信道分配；和一个连接终端检测器，用于检测通信连接何时终止和进一步用于通知该处理器关于该终止和由于该终止的而释放的该业务信道或者信道。
全文摘要
在蜂窝电话基站中现有的通信连接能够以较不优化的方式分配至通信设备。为了提出这个问题,检波器(200)识别(300)通过该基站路由选择的现有的通信连接何时终止。该检测器通知处理器(210),处理器(210)计算当前通过优化信道使用的该基站路由选择的剩余通信连接的信道分配。然后通过小区内的切换实现优化的信道分配(330,350和370)。优化的信道分配是基于分配具有比当前传送现有的通信连接的信道上可提供的速率低的信道速率容量的通信信道到更低信道速率的通信信道上(340和360),或者从较少限制的通信信道分配现有的通信连接给具有相同的或者较低的信道速率容量的更大的限制的通信信道作为当前的通信信道(320)。
文档编号H04W12/10GK1276952SQ9881042
公开日2000年12月13日 申请日期1998年8月18日 优先权日1997年8月22日
发明者P·厄斯特鲁普, H·帕尔姆, A·维斯特罗斯 申请人:艾利森电话股份有限公司