专利名称：用于管理小区重选期间通信连接业务流的通信控制器和方法
技术领域：
本发明总的来说涉及当移动台经历与小区重选相符的通信条件时控制移动用户和一个或多个小区之间的通信连接，更具体地涉及在预料重选时经一个新的预期服务小区建立第二通信连接并且在终止与前一个服务小区的连接之前把业务流转发给该新小区。
背景技术：
移动用户使用无线通信装置通过在该无线通信装置和一个或多个基站之间发送和接收无线信号在蜂窝无线通信网络上通信。该一个或多个基站通常散布在整个覆盖区，该覆盖区通常分为一个或多个称为小区的小区域。
当移动用户从一个小区移到另一个小区时，通常需要经不同基站与网络通信。需要从一个基站转换到另一个基站通常在移动用户远离和/或移出第一基站的传输范围并靠近和/或在第二基站的传输范围内时发生。
如果移动用户与网络通信，当需要从一个基站切换到另一个基站时，不同类型的网络以不同方式处理这种转换。有时，处理转换的方式取决于正使用的特定操作模式和/或通信协议类型。在许多情况下，处理转换的方式是原始预定服务的副产品，这些服务由特定网络、操作模式和/或协议支持。但是，越来越期望网络、操作模式和/或协议支持它们原始从未打算支持的通信类型。
这样的一个例子包括基于分组网的语音通信。分组数据网在历史上主要规定用来发送文本和数据文件，这种情况下可靠性比小的传输延迟更重要。作为替换，关于语音通信，小的数据丢失通常比小的传输延迟更可容忍。因此，当发展多种分组数据网络，并且在后来采用相应的网络设施时，允许发生产生传输延迟的事件，而更大的注意力放在最小化数据丢失。
在至少一些数据分组网络中导致与延迟相关的某种传输中断的事件例子包括为了便于进一步与网络通信从一个基站转换到另一个基站的处理。在至少一个分组数据网中，例如通用分组无线业务(GPRS)，移动用户仅仅在与第一基站的通信失去后将尝试建立与第二基站的通信。这可能导致连续通信的延迟，这通常是大于几秒。在实时语音类型通信中，这种大小的延迟在很大程度上看作是不可容忍的。这对尝试经分组数据网传送实时语音数据的数据业务提出了特别的挑战，这种业务例如是提供对讲机类型的单工通信的即按即讲，以及尝试在分组数据网上提供更传统类型的双工语音通信的IP(互联网协议)语音通信。
因此，发展最小化传输延迟的技术将是有好处的，这些延迟包括与在第一基站和第二基站之间的转换相关的任何延迟。进一步，以一种可以实现而且对现有基础设施影响最小的方式发展最小化传输延迟的技术是有好处的。
发明内容
本发明提供一种用于在小区重选期间在移动用户中管理通信连接业务流的方法。该方法包括经与第一小区的通信连接进行通信，并且在与第一小区通信时监控多个通信条件。然后确定一个大约的时间，也就是与经与第一小区的通信连接的通信流相关的条件符合把该通信流转移到与第二小区的通信连接的时间。然后该移动用户建立与第二小区的通信连接，同时维持与第一小区的通信连接。该方法进一步包括把通信流从与第一小区的通信连接路由到与第二小区的通信连接，并且在接近把通信流从与第一小区的通信连接路由到与第二小区的通信连接时，该移动用户释放与第一小区的通信连接。
在至少一个实施例中，该方法另外还包括作为建立与第二小区的通信的一部分，从网络接收用于建立第二通信连接的授权。
本发明进一步提供一种在移动用户中使用的通信控制器。该通信控制器包括重选控制器，耦合到该重选控制器上用于建立与一个或多个小区的通信连接的接口电路，以及耦合到该重选控制器上的小区重选预测器。该重选控制器适于响应于该小区重选预测器预测到一个重选，在释放与第一小区的通信连接之前建立与第二小区的通信连接。
参照附图，本发明的这些和其它目的、特点和优点从下面本发明的一个或多个优选实施例的描述中是显而易见的。
图1是代表无线通信系统一部分覆盖区域的地理区域的示范性地形视图；图2是示范性分组数据网的框图；图3是根据本发明至少一个实施例的通信控制器的框图；图4是用于一对通信信道的示范性时隙分配；图5是可以用来包含本发明的无线通信装置的至少一个实施例的框图；以及图6是根据本发明至少一个实施例用于在小区重选期间维持通信连接的方法的流程图。
具体实施例方式
虽然本发明可以有各种形式的实施例，但是在附图表示并且在后面描述了优选实施例，应该理解，本公开应该被认为是本发明的范例，并不意味着本发明限于所述的特定实施例。
图1说明无线通信系统多个部分的示范性地形视图。地形视图100包括示意表示为六角形的多个小区102。六角形仅仅只是粗略的近似，实际上每个小区102的传输区域并没有如此统一的规定。每个小区102典型地由称为服务基站的一个或多个基站(BS)104服务，服务基站与在相应小区102内移动的移动台(MS)106通信。
通常，移动台106离服务基站104越远，信号就越弱。相反，当基站106向基站104移动时，信号通常渐渐变大。当移动台106继续远离108服务基站104并且向相邻小区102的基站104移动时，在某点上将希望把继续通信的控制转移给相邻小区102的基站104。典型地基于从服务基站和每个邻近小区102的基站所接收的信号相对强度来确定转移控制的决定。因此，与几个空中操作标准相关操作的无线通信装置监控来自服务小区和一个或多个邻近的相邻小区的信号相对强度。
如果移动台106正进行分组数据通信，例如通用分组无线业务(GPRS)类型数据连接，当控制将从服务基站转移到一个相邻小区的基站时，仅仅在与前述服务基站的连接掉线和/或中止之后才尝试向前述的相邻基站发起连接。这通常称为重选。作为替换，本发明在第一通信连接掉线之前尝试建立与新的预期服务小区的第二通信连接并且经新连接路由业务，力图最小化在重选期间的任何传输中断以及与建立新连接相关的延迟。基于分组网的实时语音类型通信的例子有利地包括IP语音通信和即按即讲的实现。
图2说明示范性分组数据网的框图110。网络元件中许多符合全球移动通信系统(GSM)标准，并且更具体地符合通用分组无线业务(GPRS)标准。
示范性分组数据网110包括多个基站收发信机112，其相应于图1中所示的基站。基站收发信机耦合到一个或多个基站控制器114，基站控制器114又耦合到相应的协议控制单元116。协议控制单元116每个都耦合到一个或多个服务GPRS支持节点(SGSN)118中相应的一个上，SGSN每个都耦合到一个或多个网关GPRS支持节点(GGSN)120中相应的一个上。网关GPRS支持节点120又耦合到诸如互联网这样的分组数据网122上。应用服务器时常耦合到分组数据网122上，这便于把语音数据分组路由到一个或多个预定接收方。
在所述的实施例中，示出了一对通信连接124，它们在所述的实施例中与基站相关联，它们是不同分支部分。虽然在所述实施例中不同分支在网关GPRS支持节点120处连接在一起，但是在其它情况下，不对称的分支也可以在公共服务GPRS支持节点118或公共基站控制器114处连接在一起。
在一些网络中，有许多关于移动用户可以同时连接的不同小区数量的限制。在至少一些情况下，这是一种用于限制非法接入网络的技术。但是，在目前的情况下，明确希望经通过不同小区的连接维持多个与网络的连接。因此，作为建立通过第二小区的通信连接的一部分，同时维持通过第一小区的通信连接。可以向网络请求授权进行多个通信连接，并且相应地从网络接收授权。在一些情况下，授权可能限于特定类型的连接，例如支持即按即讲或者IP语音通信的连接。作为替换，其他类型的连接可以得到类似类型的授权。例如，类似地对待与通信连接相关的任何数据流可能是有利的，其中该通信连接与上述语音类型通信相类似也是对延迟敏感的。
图3说明根据本发明至少一个实施例的通信控制器130的框图。通常，通信控制器适于在移动用户中管理小区重选期间的通信连接业务流。更具体的是，通信控制器包括重选控制器132、接口电路134和小区重选预测器136。
小区重选预测器136在经与第一小区的通信连接通信的同时，通过接收信号质量测量和任何其他重选准则来监控多个通信条件。在至少一个实施例中，信号质量测量包括信号强度测量。作为替换，信号质量测量可能包括其它质量测量，例如信噪比、误码率等。通过监控信号质量随着时间的改变并且比较相应的改变速率与预定门限值，可以预料和/或预测何时可能需要重选。在预料需要重选的预测的时间点之前，重选控制器132建立与第二小区的通信连接，同时维持与第一小区的连接。
重选控制器132经接口电路134耦合到网络。接口电路134包括至少一个收发信机136，其具有一个或多个控制输入，这些输入与控制收发信机136接收和发射信号的频率和定时相关。在许多情况下，单个收发信机足以维持多个通信连接。这可以是经一个或多个时隙分配支持经通信连接的通信这样的情况，其中时隙分配是可用时隙的子集。可以使用无重叠的时隙子集来维持多个通信连接。在其它情况下，可以使用附加的可选收发信机138，它们可以用来分别接收多个信号，甚至共享一个公共时隙的信号。
在使用单收发信机支持多个通信连接的情况中，无重叠的时隙分配仍然是很有利的，这是因为与多个基站收发信机的通信连接不总是同步或者时间对准的。因此，可能进一步需要在确保分配的时隙无重叠时考虑不同偏移和/或定时提前。在至少一种情况下，把在具有较大定时提前的相关通信连接上进行的通信定义为先于在具有较小定时提前的通信连接上的通信。
图4是定时图150，其说明了与至少一对通信连接152和154相关的无重叠时隙分配156的例子。在所述实施例中，第一通信连接152具有较大定时提前。
通常，一旦建立时隙分配，相同的时隙分配在随后的帧中将再次出现。但是可以重新调整时隙分配以便适应不同级别的通信。例如，可有利地降低信号质量并且分配较少的时隙给现有的通信，以便使得更多的时隙可以用于进一步建立通信的第二通信连接。进一步，可以把通信连接降低到一半速率，这考虑到备选帧上的时隙使用，这然后又释放更多时隙。可以使用未分配的时隙来监控多个通信条件。
在至少一个实施例中，本发明的通信控制器可以组成为无线通信装置的一部分，无线通信装置例如是蜂窝电话。图5说明了无线通信装置的至少一个示范性实施例，其可以用来包含本发明。无线通信装置200包括无线电接收机201和发射机203。接收机201和发射机203都通过双工器207耦合到无线通信装置的天线205上。发射机203和接收机201使用的具体无线电频率由微处理器209确定并且经接口电路213传送给频率合成器211。接收机201接收的数据信号被解码并且通过接口电路213被耦合到微处理器209，发射机203要发射的数据信号由微处理器209产生并且在由发射机203发射之前通过接口电路213格式化。发射机203和接收机201的操作状态可以通过接口电路213启用或禁止。
在该优选实施例中，微处理器209形成处理单元的一部分，其结合接口电路213在存储在存储器部分215中的程序指令的控制下来执行需要的处理功能。同时，微处理器209和接口电路213可以包括一个或多个微处理器，它们的一个或多个可以包括数字信号处理器(DSP)。存储器部分215包括一种或多种形式的易失和/或非易失性存储器，包括传统的ROM 221、EPROM 223、RAM 225或EEPROM 227。无线通信装置的识别特征典型地存储在EEPROM 227中(其也可以存储在单板EEPROM中的微处理器中(如果有的话))并且可以包含在常规蜂窝系统中操作所需要的号码分配(NAM)。
在以硬件实现通信控制器方面，逻辑元件可以位于接口213中和/或可以使用存储器部分215中的存储元件。在使用程序指令实现通信控制器方面，程序指令可以存储在存储器部分215中供包括微处理器209在内的一个或多个处理器执行。
用户音频也就是麦克风209和扬声器231的控制由音频处理电路219控制，其形成用户接口电路233的一部分。用户接口电路233另外包括用户接口处理电路235，其管理任何一个(或多个)键盘237和/或一个(或多个)显示器239的操作。进一步可以想到，可以把任何键盘操作包含作为触控式显示器的一部分。
图7说明了根据本发明的至少一方面用于在移动用户中管理小区重选期间通信连接的业务流的方法的流程图300。该方法包括经与第一小区的通信连接进行通信302。然后在与第一小区通信的同时监控304多个通信条件。然后确定306一个大约时间，也就是多个通信条件符合把通信流转移给与第二小区的通信连接的时间。该方法然后规定建立308与第二小区的通信连接，同时维持与第一小区的通信连接。然后把来自与第一小区的通信连接的通信流路由310到与第二小区的通信连接。该移动台然后在把该流从与第一小区的通信连接路由到与第二小区的通信连接的时间点附近的时间释放312与第一小区的通信连接。
在至少一个实施例中，该方法另外包括作为建立与第二小区的通信连接的一部分，移动用户从网络接收用于建立第二通信连接的授权。
尽管已经描述和说明了本发明的优选实施例，但是应该理解，本发明不限于此。对于本领域技术人员来说很容易想到许多修改、改变、变形、替换和等效方式，而不脱离附随的权利要求所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于在移动用户中管理小区重选期间通信连接的业务流的方法，该方法包括经与第一小区的通信连接进行通信；在与第一小区通信的同时监控多个通信条件；确定一个大约的时间，也就是与经与第一小区的通信连接的通信流相关的多个条件符合把该通信流转移给与第二小区的通信连接的时间；由所述移动用户建立与第二小区的通信连接，同时维持与第一小区的通信连接；把来自与第一小区的通信连接的通信流路由到与第二小区的通信连接；以及在接近于把所述通信流从与第一小区的通信连接路由到与第二小区的通信连接的时间，所述移动用户释放与第一小区的通信连接。
2.根据权利要求1的方法，其中与第一小区和第二小区每一个的通信连接是分组数据通信连接。
3.根据权利要求2的方法，其中所述分组数据通信连接使用符合通用分组无线业务(GPRS)标准和增强数据全球演进(EDGE)标准中至少一个的通信协议。
4.根据权利要求2的方法，其中在所述分组数据通信连接上传送的数据分组中的至少一些包括打包的语音数据。
5.根据权利要求4的方法，其中所述语音数据作为即按即讲(PTT)呼叫会话的一部分来传送。
6.根据权利要求4的方法，其中所述语音数据作为基于互联网协议的语音(VoIP)呼叫会话的一部分来传送。
7.根据权利要求2的方法，其中与第一小区和第二小区每一个的分组数据通信连接经组合服务器被路由到分组数据网。
8.根据权利要求1的方法，其中与第一小区和第二小区每一个的通信连接支持在多个指定时隙中的一个或多个时隙期间通信。
9.根据权利要求8的方法，其中在多个时隙期间建立与第二小区的通信连接，这些时隙没有用作与第一小区的通信连接的一部分。
10.根据权利要求8的方法，其中在建立与第二小区的通信连接之前，降低与第一小区的通线连接所使用的时隙数量。
11.根据权利要求8的方法，其中经与第一小区的通信连接进行通信包括使用全速率模式经与第一小区的通信连接进行通信。
12.根据权利要求11的方法，其中在建立与第二小区的通信连接之前，把与第一小区的通信连接所使用的模式转换为半速率模式。
13.根据权利要求8的方法，其中建立与第二小区的通信连接包括使用一个或多个时隙，这些时隙与第一小区中所使用的时隙在时间上没有重叠。
14.根据权利要求13的方法，其中，当在多个相邻时隙与第一小区和第二小区通信时，与具有较大定时提前的小区的通信先于与具有较小定时提前的小区的通信，以便适应第一小区和第二小区所使用的多个时隙的开始时间之间的定时差。
15.根据权利要求1的方法，其中通信流从与第一小区的通信连接路由到与第二小区的通信连接的时间点被确定发生在一个预定时间，该预定时间发生在建立与第二小区的通信连接之后。
16.根据权利要求1的方法，其中与第一小区的通信连接和与第二小区的通信连接中的每一个都与一个路由地址相关。
17.根据权利要求16的方法，其中所述路由地址是互联网协议地址。
18.根据权利要求16的方法，其中与第一小区的通信连接和与第二小区的通信连接中的每一个都与一个不同地址相关。
19.根据权利要求1的方法，其中监控多个通信条件包括测量从包括第一小区在内的服务小区所接收的信号质量，并且测量从包括第二小区在内的一个或多个相邻小区所接收的信号质量。
20.根据权利要求19的方法，其中确定多个条件满足执行切换的时间包括比较从所述服务小区接收的信号的至少一些信号质量测量与一个预定门限和从所述一个或多个相邻小区所接收到的信号的一个或多个信号质量测量中的至少一个。
21.根据权利要求19的方法，其中至少一些信号质量测量包括接收信号强度指示符(RSSI)。
22.根据权利要求1的方法，其中与第一小区相关的系统和与第二小区相关的系统同步。
23.根据权利要求1的方法，其中建立与第二小区的通信连接包括从网络接收用于建立第二通信连接的授权。
24.一种在移动用户中使用的通信控制器，其包括重选控制器；耦合到所述重选控制器上的接口电路，用于建立与一个或多个小区的通信连接；以及耦合到所述重选控制器上的小区重选预测器；其中，所述重选控制器适于响应于所述小区重选预测器预测到一个重选，在释放与第一小区的通信连接之前建立与第二小区的通信连接。
25.根据权利要求24的通信控制器，其中所述接口电路包括具有一个或多个控制输入的收发信机，并且其中所述重选控制器适于在各个时隙期间经一个或多个控制信号调整所述收发信机的频率和定时，这些时隙与至少为第一小区和第二小区所建立并且未释放的每一个通信连接相关。
26.根据权利要求24的通信控制器，其中所述接口电路包括一对收发信机，其中至少一个收发信机适于方便与第一小区的通信连接，并且至少另一个收发信机适于方便与第二小区的通信连接。
27.根据权利要求24的通信控制器，其中所述通信连接是分组数据通信连接。
28.根据权利要求24的通信控制器，其中所述通信连接包括作为即按即讲(PTT)呼叫会话的一部分所传送的语音数据。
29.根据权利要求24的通信控制器，其中所述通信连接包括作为基于互联网协议的语音(VoIP)呼叫会话的一部分所传送的语音数据。
30.根据权利要求24的通信控制器，其中所述小区重选预测器具有输入，用于接收一个或多个信号质量测量以及对从服务小区和一个或多个相邻小区中的至少一个所接收的一个或多个信号的重选标准。
31.根据权利要求24的通信控制器，其被包含作为移动通信装置的一部分。
32.根据权利要求31的通信控制器，其中所述移动通信装置是蜂窝电话。
全文摘要
本发明提供一种用于在移动用户中管理小区重选期间通信连接业务流的方法。该方法包括经与第一小区的通信连接进行通信，并且在与第一小区通信的同时监控多个通信条件。然后确定一个大约的时间，也就是与经由与第一小区的通信连接的通信流相关联的条件符合把该通信流转移到与第二小区的通信连接的时间。然后该移动用户建立与第二小区的通信连接，同时维持与第一小区的通信连接。该方法进一步包括把通信流从与第一小区的通信连接路由到与第二小区的通信连接，并且在接近把通信流从与第一小区的通信连接路由到与第二小区的通信连接时，该移动用户释放与第一小区的通信连接。
文档编号G06FGK1843042SQ200480024367
公开日2006年10月4日 申请日期2004年8月11日 优先权日2003年8月25日
发明者迈克尔·D·考特津, 查尔斯·P·宾塞尔, 马克·E·佩岑, 史蒂芬·L·斯皮尔 申请人:摩托罗拉公司