专利名称：蜂窝移动无线电系统中选择网孔的方法
技术领域：
本发明一般涉及蜂窝移动无线电系统，即蜂窝移动无线电网络和在这样的网络中使用的移动站。
在现有技术的蜂窝移动无线电系统中，两种移动站操作模式之间的区别是专用模式，其中移动站具有一个或多个专用信道(或用于发送业务信息的业务信道或在呼叫期间或在两个呼叫之间用于发送信令信息的信令信道)可以利用；和备用模式，其中移动站没有专用信道可以利用但仍然必须与网络保持联络，为此移动站使用称为作为公共信道的信道。
在现有技术中，每个网孔与称为广播控制信道频率的特定频率相关，其中在此特定频率上广播所述公共信道，并且概括地移动站的服务网孔选择(或重新选择)的处理如下。
在备用模式中，移动站在其服务网孔的广播控制信道频率上接收由与其服务网孔相邻的网孔相关的广播控制信道频率的表构成的第一系统信息。移动站随后顺序扫描这些广播控制信道频率之中的每一个频率，以便对这些频率进行无线电测量，并在同步之后获得由参数构成的第二系统信息，这些参数与无线电测量结果一起用于确定当前的广播控制信道频率是否满足选择准则，而且随后通过比较以同一方式获得的其他广播控制信道频率的结果来确定选择哪个网孔。此移动站然后使用在将要选择的网孔的广播控制信道上广播的第三系统信息来确定那个网孔是否与当前服务网孔处于相同的位置。如果是的话，将重新选择的网孔变为新的服务网孔。如果不是的话，移动站利用位置更新程序事先将此通知网络，以使此网络验证用户接入以此种方式确定的网孔的权利。如果来自网络的响应是肯定的，则此网孔变为新的服务网孔。
当移动站进入服务时，但此时还未选择服务网孔时，此移动站根据同一原则选择服务网孔，但扫描所有的广播控制信道频率并使用称为登记的程序来验证接入所选择网孔的权利。
如果在备用模式中在以这种方式选择的网孔中(具体地由于那个网孔中的业务过载的业务原因，或由于那个网孔中的无线电传播问题的无线电原因)不能建立呼叫，此网络命令移动站试图再次在呼叫建立阶段指示给它的网孔中接入网络。这称为“直接重试”。
移动站用于从备用模式转换为专用模式的程序称为接入程序。
除了移动站将测量结果报告给网络之外，在专用模式中使用类似的网孔选择程序，此程序根据测量结果与其他参数确定将要选择的目标网孔，即将切换至的网孔。更准确地，所选择的网孔是网络确定切换是有可能的(根据测量结果以特定顺序分类的)报告网孔之中的第一网孔，即具体地其中资源可用于切换，此处理称为“移动站辅助切换”。如果(具体地由于那些网孔中的业务过载的业务原因，或由于那些网孔中的无线电传播问题的无线电原因)不可能切换到以这种方式试图的网孔，则同样能使用直接重试程序。
至于诸如全球移动通信系统(GSM)的蜂窝移动无线电系统的更广泛的描述，参见M.Mouly与M.B.Pautet(Palaiseau，France，ISBN2-9507190-07-7)所著的“用于移动通信的GSM系统”。
本发明更具体涉及由与新业务的引入相关的变化而引起的网孔选择问题。
本发明因此更具体涉及包括其中可利用不同类型的业务的不同类型的网孔的蜂窝移动无线电网络中的网孔选择的问题。
上述类型网络的一个示例是其中新的无线电接口不断引入到与诸如第二代系统(具体为上述的GSM)的系统相对应的现有基础结构中的网络，例如此新的接口与诸如高速电路交换数据(HSCSD)业务的电路交换数据业务或诸如通用分组无线电业务(GPRS)的分组交换数据业务相对应，或者与第三代系统(具体为全球移动电信系统(UMTS))相对应。
上述类型的系统因此包括其中可以利用新业务的例如UMTS或GSM/UMTS网孔的网孔(即具有GSM无线电接口与UMTS无线电接口共用的广播控制信道频率的网孔)和其中不能利用新业务的例如GSM网孔的网孔。
在上述类型的系统中，上述的网孔选择处理能在所要求的业务需要UMTS或GSM/UMTS网孔时选择GSM网孔或者在GSM网孔满足所要求的业务时选择UMTS或GSM/UMTS网孔，所以上述类型网络中的无线电资源分配无论如何也未根据用户所要求的业务进行优化。
上述类型网络的另一示例是其中将专用于特定用户组并使这些用户能在给定地理区域中接入附加业务的附加无线电接口引入与那个地理区域相对应并与例如GSM的给定系统相对应的现有基础结构中的网络。
在上述类型的系统中，上述的网孔选择处理能给授权使用附加业务的用户选择其中不能利用附加业务的网孔，在这种情况下用户和这些业务的提供者都不满意。尤其在使发送与其中可利用附加业务的网孔相关的广播控制信道频率的功率小于发送与其中不可利用附加业务的网孔相关的广播控制信道频率的功率时，为了避免干扰其中引入附加无线电接口的系统(尤其是GSM)的频率规划，能出现这种情况。
因而，在包括其中可以利用不同类型业务的不同类型网孔的蜂窝无线电系统中，一般出现所选择的网孔在业务方面不一定是最佳可能网孔的问题。
文件WO97/44922描述包括其中可利用不同的多媒体类型业务的不同类型的网孔并根据包括候选网孔的测量结果、这些候选网孔中资源的可利用性、所要求的业务类型等的许多参数在专用模式中选择最佳网孔的一种蜂窝移动无线电系统。WO97/44922中描述的解决方案具有移动站的复杂性相当大的增加和/或移动站与网络之间需要许多(超过上述的)信令交换的缺点，这导致用于如此交换的无线电资源的高消耗，并因此导致可利用的无线电资源的非最佳使用和网络中总的干扰电平的增加。
文件WO98/56207描述包括不同类型的网孔的蜂窝移动无线电系统，其中可利用不同类型的业务，并且与前一文件中所述的系统相比，当网络在专用模式中选择业务方面合适的网孔时，考虑有关所涉及用户并且其自身包含业务信息的预约数据。这种解决方案的一个缺点是具体地由于未考虑移动站所检测到的无线电环境，所以选择的网孔不一定是最佳的。
WO96/34499描述其中固定用户具有有限接入形成称为固定预约区域的特定网孔的接入权的一种系统，此文件描述“改发”功能，从而当在备用模式中选择这些固定预约区域的网孔之外的一个网孔并且此固定预约区域的至少一个网孔是与选择网孔相邻的网孔，则此网络将这些相邻网孔指示给移动站，以便移动站能选择其中一个网孔来建立呼叫。WO96/34499未解决包括其中可利用不同类型业务的不同类型网孔的蜂窝移动无线电系统在专用模式中的网孔选择问题，尤其是移动站辅助切换的问题。
文件WO98/38827解决此问题并描述包括其中一些用户可利用特殊业务的特定网孔的一种系统。根据WO98/38827，给移动站制订特殊网孔表并在呼叫建立期间(和在切换期间，如果需要的话)将此表发送给基站控制器，以使移动站改发至特定网孔(如果需要的话)。在WO98/38827中，控制切换的单元(例如基站控制器)根据如同现有技术中执行的测量监视切换的要求。在要求切换时，基站控制器根据测量结果选择合适的目标网孔。根据WO98/38827，如果所选择的网孔之一在上述特定表中，则将其选择为切换的目标网孔。如果目标网孔未在此特定表中，基站控制器选择满足现有技术切换准则的网孔作为目标网孔。根据WO98/38827，所选择的网孔因此仍有可能在业务方面不是最佳的。
因而，现有技术未提供在包括其中可利用不同类型业务的不同类型网孔的蜂窝移动无线电系统中在专用模式中的网孔选择问题的最佳解决方案。
本发明的目标具体是避免上述的各种缺点。
本发明因此在于在蜂窝移动无线电系统中在专用模式中选择网孔的方法，在此方法中将与其当前服务站相邻的并将对其进行测量的网孔通知移动站，而且此移动站将以这种方式获得的测量结果报告给网络，此网络包括其中可利用不同类型业务的不同类型的网孔，此方法的本质特征在于将对其进行测量的在业务方面是优选的相邻网孔通知移动站，并且此移动站将有关那些网孔的测量结果报告给此网络。
报告给网络的测量结果因此涉及在业务方面是优选的网孔，于是保证此网络从业务观点出发选择最佳的网孔(应该明白从无线电观点出发，在业务方面是优选的网孔不一定构成最佳网孔，但从业务方面是优选的网孔之中选择的网孔从无线电观点出发能是最佳的，这取决于测量结果)。
换而言之，本发明以相对简单并且不要求网络或移动站大的修改的方式使标准的专用模式网孔选择程序(或移动站辅助切换)适应于包括其中可利用不同类型业务的不同类型网孔的网络的情况。
根据本发明的另一特性，通过分配给移动站的专用信令信道给此移动站提供上述信息。
这解决以下问题。在上述的现有技术方法中，在GSM中称为广播控制信道(BCCH)的公共信道上广播网孔选择所要求的系统信息。显然，在上述的方法中，移动站获取与使用这样的信息是在处理时间方面代价高的复杂操作。在类似上述的其中引入新业务并因此要求大量信息以便能足够具体地描述这些新业务给移动站以使这些移动站能有效地执行网孔选择处理的系统中，此问题尤为突出。而且，这样的广播由于最初为只包括一种类型网孔的其中在所有网孔中可利用相同业务的系统确定的广播信道的相对小容量而在上述类型的网络中带来许多实际实施问题。
这些问题利用上述类型的在分配给移动站的专用信令信道上发送在业务方面是优选的网孔的方法来避免。
此发送模式也使发送的信息能个人化为符合用户的概况，而这利用广播发送方法是不可能的。
根据本发明的另一特性，根据移动站所要求的业务类型，在网络内确定与当前服务网孔相邻的并将对其进行测量而且在业务方面是优选的网孔。
根据本发明的另一特性，所要求的业务类型可以由移动站自己表示给网络。
根据本发明的另一特性，通过查询网络中并包含业务信息的移动用户数据库能在网络内确定所要求的业务类型。
根据本发明的另一特性，在从最初在备用模式中为移动站接入网络而选择的并且在业务方面不构成最佳网孔的网孔切换到在业务方面是最佳的网孔期间，能实施专用模式中的网孔选择。
这能选择最佳网孔来接入网络而没有先前提及的各种问题。
本发明也提供用于实施上述类型方法的移动站。
本发明还提供用于实施上述类型方法的蜂窝移动无线电网络实体。
在阅读下文结合附图的本发明一个实施例描述的基础上，本发明的其他目的与特性将变得显而易见，其中
图1是表示能应用本发明的系统的一个示例的图；图2是表示根据本发明的方法的一个示例的图；和图3与4是表示在能应用本发明以便能使用根据本发明方法的移动站与网络中提供的相应资源的一个示例的图。
如图1所示，蜂窝移动无线电系统主要包括一组基站收发信机(BTS)，诸如站BTS0、BTS1、BTS2、BTS3与BTS4，通过无线电接口连到诸如MS0、MS1、MS2、MS3、MS4的移动站，在所示示例中给这些基站收发信机分配相应网孔C0、C1、C2、C3与C4，一组基站控制器(BSC)，诸如控制器BSC1与BSC2，每个BSC从无线电资源管理观点出发控制网孔的子集，在此示例中基站控制器BSC1控制网孔C0、C1与C2，而基站控制器BSC2控制网孔C3与C4，一组移动交换中心(MSC)，在此图中只示出表示为MSC1的其中一个移动交换中心，每个MSC以未特别示意的方式连到诸如公用交换电话网(PSTN)或综合业务数字网(ISDN)的外部网络并从呼叫管理观点出发控制基站控制器的子集，在所示的示例中移动交换中心MSC1控制基站控制器BSC1与BSC2，和数据库，诸如归属位置寄存器(HLR)或访问者位置寄存器(VLR)，这些数据库连到MSC并特别用于管理预约数据与漫游。
由BTS与BSC形成的基站子系统(BSS)构成上述的网络无线电接口。
MSC、HLR和VLR的组合称为网络与交换子系统(NSS)。
在能应用本发明的系统示例中，由单元BTS3、BTS4与BSC2形成的无线电接口构成在例如与GSM相对应并已具有它自己的由单元BTS0、BTS1、BTS2与BSC1构成的无线电接口的现有基础结构中引入的新的无线电接口。诸如网孔C0、C1与C2的网孔构成与GSM相对应的第一类型的网孔，而诸如网孔C3与C4的网孔构成其中可利用附加业务的第二类型的网孔。
图2是表示根据本发明的专用模式网孔选择方法的图。
如图2示意地表示的，移动站接收将与其服务网孔相邻的在业务方面是优选的并将对其进行测量的网孔通知给它的信息(步骤1)，对这些网孔进行测量(步骤2)，和将获得的结果报告给网络(步骤3)。
如已表示的，报告给网络的测量结果涉及在业务方面是优选的网孔，保证此网络选择将呼叫切换至的最佳网孔(步骤4)。
移动站能以无需在此进行描述的常规方式执行测量并将所获得的测量结果报告给网络。特别地，移动站能只报告对其执行测量的网孔子集，尤其是从无线电观点出发是最佳的网孔。
类似地，网络能以无需在此进行描述的常规方式根据所报告的测量结果选择网孔。
将与其服务网孔相邻的在业务方面是优选的并将执行其测量的网孔通知移动站的信息有益地由网络在分配给此移动站的专用信令信道上发送给此移动站。
例如，在诸如CSM的蜂窝系统中，专用信令信道能是用于例如在漫游管理程序或呼叫建立与拆除阶段期间在呼叫之间发送信令信息的独立的专用控制信道(SDCCH)或用于在呼叫期间发送信令信息的慢速相关控制信道(SACCH)或快速相关控制信道(FACCH)。
由网络以这种方式发送给移动站的信息能在网络中根据此移动站所要求的业务类型来生成。
所要求的业务类型能由移动站自己特别地在呼叫建立期间通知给网络。
所要求的业务类型能通过查询网络中并包含业务信息的移动用户数据库(特别是GSM网络中的HLR/VLR)在网络内进行确定。
在从最初在备用模式中为移动站接入网络而选择的并且在业务方面不构成最佳网孔的网孔切换至在业务方面为最佳的网孔期间在专用模式中能选择网孔。这种类型的应用特别有益，这是因为这种类型的应用避免上面提到的有关上面类型系统中的现有技术网孔选择原则的问题。
因而在图1所示的简例中，可以假设例如在网孔C0、C1与C2中不可利用新业务，在网孔C3与C4中可以利用新业务，并且最初为例如站MS0的移动站接入网络而选择网孔C0。在此示例中，在业务方面是优选的并且移动站得执行测量的相邻网孔能包括C3与C4。据此，例如移动站报告有关网孔C3与C4的测量结果给网络并且网络能选择网孔C3。
如图3所示，并以本领域公知的方式，移动站包括空中接口装置10，用于以适于通过此空中接口发送的形式格式化来自人机接口11的信息；和格式化通过此空中接口接收的信息以便发送给人机接口11。
以本领域公知的方式，此空中接口10包括收发信机12与控制单元13，并且收发信机12包括基带处理功能和无线电功能。
控制单元13能利用已有的程序或网络协议发送与接收在移动站与网络之间交换的信令信息。
特别地，在此所考虑的专用模式网孔选择程序中，控制单元13能包括用于使移动站能接收有关与其当前服务网孔相邻的哪些网孔在业务方面是优选的信息的装置；和用于将以这种方式获得的有关那些网孔的测量结果报告给网络的装置。
这些信息接收与测量结果报告操作自身能使用现有的程序或系统协议。
类似于本领域技术人员所公知的程序及其特定实施对这些技术人员来说将不会出现任何具体困难，因而除了陈述其功能之外无需在此进行具体描述。
图4是表示将在根据本发明系统的蜂窝移动无线电网络实体(特别是基站子系统(BSS))中提供的资源类型的图。
如图4所示，并以本领域公知的方式，诸如BSS的实体包括空中接口20，此接口20以适于通过此空中接口发送的形式格式化来自所涉及的系统的较高层实体21(诸如网络与交换子系统(NSS))的信息；和格式化通过此空中接口接收的信息以便发送给此较高层实体21。
如先前对于移动站所描述的，此空中接口20一般包括收发信机22与控制单元23，并且此收发信机22包括基带处理功能和无线电功能。
控制单元23利用已有程序或系统协议发送与接收在移动站与网络之间交换的信令消息。
特别地，在此所考虑的专用模式网孔选择程序中，控制单元23能包括用于发送有关与其当前服务网孔相邻的在业务方面优选的网孔的信息给移动站的装置；和用于接收所报告的那些网孔的测量结果的装置。
这些信息发送或报告的测量结果接收操作自身能使用已有程序或系统协议。
同样地，类似于本领域技术人员公知的程序及其特定实施对于这些技术人员来说将不会出现任何特殊困难，因此除了陈述其功能之外无需在此进行更具体的描述。
权利要求
1.在蜂窝移动无线电系统中在专用模式中选择网孔的一种方法，在此方法中将与其当前服务站相邻的并将对其执行测量的网孔通知移动站，而此移动站将以这种方式获得的测量结果报告给网络，此网络包括其中可利用不同类型业务的不同类型的网孔，此方法的特征在于(1)将要执行测量的哪些相邻网孔在业务方面是优选的通知此移动站，并且(3)此移动站将有关那些网孔的测量结果报告给网络。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于通过分配给此移动站的专用信令信道给此移动站提供所述信息。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于在此网络内根据此移动站所要求的业务类型确定与所述当前服务网孔相邻的并将对其执行测量而且在业务方面是优选的所述网孔。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于所要求的业务类型由移动站自己通知给网络。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于在网络内通过查询网络中并包含业务信息的移动用户数据库确定所要求的业务类型。
6.根据权利要求1-5之中任何一个权利要求的方法，其特征在于在从最初在备用模式中为移动站接入网络而选择的并且在业务方面不构成最佳网孔的网孔切换至在业务方面为最佳的网孔期间实施专用模式中的所述网孔选择。
7.用于实施根据权利要求1-6之中任何一个权利要求的方法的一种移动站，其其特征在于，此移动站包括使移动站能接收有关与其当前服务网孔相邻的哪些网孔在业务方面是优选的信息的装置(13)；和用于将以这种方式获得的有关那些网孔的测量结果报告给网络的装置(13)。
8.用于实施根据权利要求1-6之中任何一个权利要求的方法的一种蜂窝移动无线电网络实体，其特征在于，此网络实体包括用于发送有关与其当前服务网孔相邻的哪些网孔在业务方面是优选的信息给移动站的装置(23)；和用于接收所述报告的有关那些网孔的测量结果的装置(23)。
全文摘要
蜂窝移动无线电系统中在专用模式中选择网孔的一种方法,在此方法中将与其当前服务站相邻的并将对其执行测量的网孔通知移动站,而且此移动站将以这种方式获得的测量结果报告给网络,此网络包括其中可利用不同类型业务的不同类型的网孔,此方法的特征在于:(1)将要执行测量的哪些相邻网孔在业务方面是优选的通知此移动站,并且(3)此移动站将有关那些网孔的测量结果报告给网络。
文档编号H04W88/06GK1267176SQ00107029
公开日2000年9月20日 申请日期2000年3月3日 优先权日1999年3月5日
发明者迈克尔·罗伯茨, 弗朗科斯·柯劳 申请人:阿尔卡塔尔公司