专利名称：为多个导频传送测量信息的通信网络和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信网络，更特别的是，涉及通信系统之间的系统间硬切换。
在现有的无线通信系统中，移动台(MS)可在一个小区或基站(BS)的覆盖区之内和外部漫游。当MS漫游出BS的覆盖区时，MS和服务BS之间的连接强度和/或质量要变坏。由于这个原因，必须测量相邻BS的信号强度，以评估MS是否应重新选择一个特定的BS来服务(在空闲模式时)或被切换到相邻BS(在繁忙模式时)。切换MS之前，服务BS请求服务移动交换中心(MSC)进行切换，MSC定位信号强度足以满足切换请求的可利用的相邻BS。同时为MS的正服务BS和相邻BS测量信号强度，并由MSC比较这两者的信号强度，以确定MS是否应被切换，如果是的话，应切换到哪个相邻BS。
MS和BS之间通信的工业标准在CDMA空中接口标准IS-95-B中定义。这个标准引入了一个新的移动台协助硬切换(MAHHO)能力，它允许一个服务BS请求一个MS不仅对当前处于正服务BS的导频执行导频强度测量，而且也测量一个候选(candidate)频率的其它导频强度。在此使用的候选频率指的是一个服务基站所希望的频率，测量在此基站上进行。服务基站执行导频信号强度测量的请求可作为一次请求，或作为导致整个过程中产生周期性测量的请求。在任何一种情况下，MS响应该候选频率的各个可用导频的测量。这些测量被送至服务BS，在硬切换过程期间再被传递到目标BS。在此使用的目标BS，指的是切换完成后由MS所使用的BS。根据MS所测量的导频强度，目标BS能接着试图为硬切换识别一个空闲或开放信道。
当MS漫游出一个通信系统的覆盖区时，系统间的硬切换(或通信系统之间的切换)变得有必要。用于在服务和目标MSC之间发送信号的一种系统间的信令标准在TIA/EIA-41-D中定义。当前在系统间硬切换期间，只有一个瞬间的导频强度测量信息被送至目标MSC中的FacilitiesDirective2、HandoffBack2，以及HandoffToThird2请求消息，这在TIA/EIA-41-D标准中定义。TIA/EIA-41-D标准并不支持为多个导频发送MS测量的一个候选频率信息。
如果有一种通信网络和方法，能为一个候选频率的多个导频，从服务MSC传送通信系统间的测量信息到目标MSC就好了。这种网络和方法将允许目标MSC根据MS进行的所有测量，确定最合适的候选对象。
本发明一方面为一种能为一个候选频率的多个导频传送通信系统间的测量信息的通信网络。该通信网络包含多个通信系统，每个通信系统有多个MSC，每个MSC连接多个BS。该通信网络还包含多个MS，MS通过BS能与MSC通信。多个MSC有一个系统间通信协议，用于传递多个通信系统间互操作性所要求的信息。该系统间通信协议包含一条或多条信令消息，一条或多条信令消息内含有一个或多个修正的参数。修正的参数包含一个构造符(constructor)参数，该参数有多个个体参数，能为一个候选频率的多个导频传送测量消息。这种参数允许目标MSC确定接收一个切换的最合适的候选对象。与只为一个导频传送测量信息的现有技术相比，这个确定是根据一组更易理解的测量信息做出的。
本发明另一方面为一种用于传送通信系统间的测量信息的方法。该方法包含格式化多条信令消息和多个消息参数，以包含一个构造符参数，用于为一个候选频率的多个导频传送测量信息，以及在通信系统间发送信令消息。
本发明可应用于CDMA无线通信系统中，但也可扩展到其它接入技术的系统中，这些系统包含但不限于TDMA、GSM、UMTS，以及IMT-2000。
图1示意了与本发明相关的一个通信网络。
图2示意了根据现有技术系统间通信协议的一种信令消息。
图3示意了根据本发明一个实施例的信令消息。
图4为示意根据本发明的一个实施例，在一个系统间前向切换期间，消息流的信令图。
图5为示意根据本发明的一个实施例，在一个系统间反向切换期间，消息流的信令图。
图6为示意根据本发明的一个实施例，在一个系统间切换到第三MSC期间，消息流的信令图。
本发明的网络和方法，能为一个候选频率的多个导频传送通信系统间的测量信息，以改善切换性能。尽管本发明可应用于包含但不限于TDMA、GSM、UMTS，以及IMT-2000的其它接入技术系统中，但在此描述的示例性实施例只公开了结合TIA/EIA-41-D工业标准的CDMA无线通信系统。
图1示意了与本发明相关的通信网络10的一部分。图1的描述仅仅是为了示意，而不是限制本发明的网络和方法的可能实现形式。
如图1所示，一个给定区域可由多个基站(或小区)20服务。分界线11将网络10分为两个系统12a和12b。系统12a和12b中的其中一个分别由移动交换中心(MSC)40和50服务。在技术上所公知的是，每个BS 20包含一个发射机、接收机、信号强度接收机以及一个基站控制器(未示出)。MSC 40和MSC 50之间互连，以及在它们各自的服务区中通过微波链路、光纤、铜电缆或技术上已知或已使用的其它方式与基站20连接。
每个BS 20内可有多个移动台(MS)(未示出)。每个MS可从一个BS移动或漫游到另一个BS，或从一个MSC服务的通信系统移动或漫游到另一个MSC服务的另一个通信系统。当MS漫游出一个BS的覆盖区时，测量相邻BS的信号强度，以评估MS是否应重新选择一个特定的相邻BS来服务，或被切换到其中一个相邻BS。一种识别何时应初始化一个切换的方法利用移动台辅助硬切换(MAHHO)，即IS-95-B通信协议中引入的一种能力。MAHHO允许一个服务BS请求一个MS不仅对当前的导频执行导频强度测量，而且也对一个候选频率的多个其它导频测量。服务BS能使这个请求作为一次请求，或导致整个过程中产生周期性测量的请求。在任何一种情况下，MS响应该候选频率的各个可应用导频的测量。这些测量被送至服务BS，服务BS再将它们传递到目标BS，目标BS接着根据MS的测量，试图在硬切换期间分配一个信道。
在使用MAHHO的网络中，MS在一个专用信道上接收一个识别相邻BS的相邻列表，MS根据这个列表来测量信号强度。MS通过测量其指配业务信道上的比特差错率以及信号强度，来测量连接的信号质量。MS也测量相邻BS上导频的信号强度，这在来自正服务基站的测量指令中指示。测量指令包含在相邻BS上需要测量的导频中。导频接着根据MS接收的信号强度被分级。这些信号强度测量被用来辅助目标MSC进行切换确定，以及识别可用于切换的最好候选BS。服务BS从MS接收其相邻BS的信号质量消息，并比较各个导频。BS考虑接收的信号强度以及传播路径损耗，以确定最合适的导频，以及确定切换请求是否应送至MSC。
在使用TIA/EIA-41-D的系统间协议时，消息携带通信系统间的信息用于切换呼叫。这些消息可包含FacilitiesDirective2(FacDir2)消息、HandoffBack2(HandBack2)消息，以及HandoffToThird2(HandThird2)消息。
根据本发明的一个实施例，在两个通信系统之间切换期间，一个候选频率的多个导频的测量信息可从服务BS传送到服务MSC，进而到目标MSC。这就允许目标MSC在确定用于切换的最合适候选BS时，使用所有可利用的信号强度信息。通过修正TIA/EIA-41-D标准系统间通信协议，本发明定义了一个新的构造符参数。该构造符参数包含至少一个必备参数，以及任选的一个或多个附加参数。在必备参数以及一个或多个附加参数中，每个参数包含一个候选频率的一个导频的测量信息。该构造符参数可结合到TIA/EIA-41-D系统间协议中，以允许信令消息携带一个候选频率的多个导频的测量消息。
图2示意了根据目前的TIA/EIA-41-D标准系统间通信协议的信令消息。每个消息50包含多个消息参数60，如CDMA信道数据参数51。每个消息参数还包含多个单元或字段52(即对于CDMA信道数据参数51，字段52包含CDMA信道数字段、帧偏置字段以及波段分类字段)。根据TIA/EIA-41-D标准，每个消息参数被分类成必备的或任选的。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，信令消息70的CDMA信道数据参数由构造符参数71替代(在图3中标记为CDMA信道数据列表参数)。构造符参数71包含一个或多个参数72，如CDMA信道数据参数，每个CDMA信道数据参数为一个候选频率的一个导频传送测量信息。最好其中一个参数72为必备参数，其余为任选参数。每个参数72还包含多个单元或字段73。通过增加构造参数71，可提供一种技术解决办法，它为传送一个候选频率的多个导频的测量信息提供了便利。用一个能携带多个导频的测量信息的构造参数取代CDMA信道数据参数，提供了从一个通信系统传送更易理解的测量信息到另一系统的能力。这允许一个目标系统根据可利用的测量信息，更好地确定接收一个切换的最合适BS。
下面的例子描述了一个前向切换，即MS从驻在地MSC和服务MSC切换到目标MSC；一个反向切换，即MS从服务MSC返回切换到驻在地MSC；以及一个第三方切换，即MS从服务MSC切换到目标MSC。这些例子指的是根据TIA/EIA-41-D系统间协议使用信令消息的通信系统。这些描述仅仅是为了示意，并不会限制本发明的范围或应用性。
图4为根据本发明的信令图，它示意了MS从驻在地和正服务MSC101到目标MSC 105的切换期间的消息流。这个处理在此称为前向切换。
当正服务MSC 101根据一个内部算法确定切换到一个相邻候选MSC是否合适时，前向切换进程开始。MSC的内部算法对于MSC所处的特定地理区域的射频(RF)传播特性是特定的。一旦确定需要一个切换时，服务MSC 101转到发送FacilitiesDirective2(FACDIR2)请求消息122到目标MSC 105，引导目标MSC 105初始化一个前向切换。FACDIR2请求消息包含本发明中的构造符参数，该构造符参数能为一个候选频率的多个导频传送MS的测量信息。目标MSC 105初始化一个切换，并发送FACDIR2返回结果消息123到服务MSC 101，在此它指示由目标MSC选择的信道。目标MSC根据包含在构造参数内、之前由目标MSC在FACDIR2请求信息中接收的测量信息来选择信道。一旦接收到FACDIR2返回结果消息123，服务MSC发送一个切换指令124到被服务MS，指示所选信道，MS将重调谐以作为切换进程的一部分。一旦MS已经被重调谐到所选信道，而且在所选信道接收(如图4中的125指示)，那么目标MSC接通该信道和MSC间的中继线之间的路径，并发送MSOnChannel(MSONCH)请求消息126到服务MSC 101，通知它目标MSC已成功地完成切换。服务MSC101在接收到MSONCH请求消息126后，完成整个切换进程。
图5为根据本发明的信令图，它示意了MS从服务MSC 205切换回驻在地MSC和目标MSC 201期间的消息流。这个进程在此称为反向切换。
当正服务MSC 205根据一个类似于上面讨论的前向切换进程中的内部算法，确定切换回一个MSC是否合适时，反向切换进程开始。服务MSC 205转到发送HANDBACK2请求消息222到驻在地和目标MSC 201，引导目标MSC 201初始化后向切换。HANDBACK2请求消息包含本发明中的构造符参数，该构造符参数能为一个候选频率的多个导频传送MS的测量信息。如果指配BS上的信道可利用，那么驻在地和目标MSC 201初始化一个反向切换，并发送HANDBACK返回结果消息223到服务MSC 205，在此它指示由驻在地和目标MSC201选择的信道。目标MSC根据包含在构造参数内、之前由目标MSC在HANDBACK2请求信息中接收的测量信息来选择信道。一旦接收到HANDBACK2返回结果消息223，服务MSC 205向被服务MS 210发送一个切换指令224。一旦MS已经被重调谐到指定信道，而且在指定信道接收(如图5的225指示)，驻在地和目标MSC 201发送FACREL请求消息226到服务MSC 205，指示已成功地完成切换。正服务MSC 205发送FACREL返回消息227到目标MSC 201。反向切换进程到此完成。
图6为根据本发明的信令图，它示意了MS从服务MSC 305切换到目标MSC 310期间的消息流。这个进程在此称为第三方切换。
当正服务MSC 305根据一个类似于上面讨论的前向切换进程中的内部算法，确定切换到一个相邻候选MSC是否合适时，第三方切换进程开始。服务MSC 305发送一个HANDTOTHIRD2请求消息322到之前切换呼叫到服务MSC 305的MSC，即驻在地MSC 301，请求驻在地MSC 301执行切换。HANDTOTHIRD2请求消息包含本发明中的构造符参数，该构造符参数能为一个候选频率的多个导频传送MS的测量信息。如果目标MSC 310为驻在地MSC 301所知，而且MSC间的中继线可利用，那么驻在地MSC 301试图执行切换。驻在地MSC301发送FACDIR2请求消息323到目标MSC 310。FACDIR2也包含本发明中的构造符参数，该构造符能为一个候选频率的多个导频传送测量信息。如果指定目标小区上的信道可利用，那么目标MSC 310初始化一个前向切换，并发送一个FACDIR2返回结果消息324到请求的MSC 301。驻在地MSC在HANDTHIRD2返回结果信息325中向服务MSC 305返回所选信道的参数。一旦接收到HANDTHIRD2返回结果消息325，服务MSC 305发送一个切换指令326到被服务MS315。一旦被服务的MS 315在指定的信道接收(如图6的327指示)，目标MSC 301接通该信道与MSC间中继线之间的路径，并发送MSONCH请求消息328到驻在地MSC 301，通知它目标MSC 310已成功地完成前向切换。驻在地MSC 301连接呼叫路径与MSC间中继线到目标MSC 310，并通过发送一个FACREL请求消息329，请求释放MSC间中继线到之前的服务MSC 305，指示一个成功切换。之前的服务MSC 305标记该MSC间中继线为空闲，并发送FACREL返回结果消息330到驻在地MSC 301。切换进程到此完成。
因此，根据本发明的一个实施例的通信网络包括多个通信系统，通信系统具有多个移动交换中心(MSC)、多个基站(BS)以及多个移动台(MS)。每个MSC连接多个BS。每个MS能通过基站与MSC通信。
多个MSC之间使用一种系统间通信协议通信，这种通信协议能提供MSC之间的互操作性。系统间通信协议包括一条或多条信令消息，信令消息包含一个或多个修正的消息参数。系统间切换期间，信令消息在MSC之间传送。信令消息可包含TIA/EIA-41-DFacilitiesDirective2、HandoffBack2，以及HandoffToThird2消息。一个或更多修正的消息参数包含一个构造符参数，构造符参数含有一个候选频率的多个导频的测量信息。构造符参数最好包含至少一个必备参数，以及任选地一个或多个附加参数，这些参数包含一个候选频率的一个导频的测量信息。
另一方面，本发明为一种通信系统之间传送测量信息的方法。该方法包含格式化一条或多条系统间通信协议的信令消息，以包含一个构造参数，它能为一个候选频率的多个导频传送测量信息，以及在通信系统之间发送信令消息。构造符参数最好包含至少一个必备参数，以及任选的一个或多个附加参数，必备参数和一个或多个附加参数中，每个参数包含一个候选频率的一个导频的测量信息。
该方法可应用于TIA/EIA-41信令标准，以提供为一个候选频率的多个导频传送通信系统间的测量信息的能力。
尽管本发明已参考附图在优选实施例中描述，但容易理解的是，本发明并不限于这种优选实施例，而且本领域的技术人员能对其进行各种变化和改进，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1．一种通信网络包含多个通信系统，该通信系统具有多个移动交换中心(MSC)、多个基站(BS)以及多个移动台(MS)；其中所述多个MSC中的每个MSC连接多个所述BS，而且每个所述MS能通过所述BS与所述MSC通信；其中所述多个MSC使用一种系统间通信协议通信，该通信协议提供所述多个MSC之间的互操作性；以及其中所述系统间通信协议包含一条或多条信令消息，该信令消息含有一个或多个修正的消息参数，所述一个或多个修正的消息参数包含一个构造符参数，它能为一个候选频率的多个导频传送测量消息。
2．根据权利要求1的通信网络，其中所述系统间通信协议结合TIA/EIA-41信令标准。
3．根据权利要求1的通信网络，其中所述构造符参数包含至少一个必备参数，以及任选的一个或多个附加参数，所述必备参数和所述一个或多个附加参数中，每个参数包含一个候选频率的一个导频的测量信息。
4．根据权利要求1的通信系统，其中所述多条信令消息在系统间硬切换期间，从服务MSC被发送到目标MSC。
5．根据权利要求1的通信系统，其中所述多条信令消息包含FacilitiesDirective2请求消息、HandoffBack2请求消息，以及HandoffToThird2请求消息。
6．一种传送通信系统间的测量信息的方法，包含格式化系统间通信协议的一条或多条信令消息，以包含一个构造符参数，该构造符参数能为一个候选频率的多个导频传送测量信息；以及在所述通信系统之间发送信令消息。
7．根据权利要求6的方法，其中所述格式化步骤应用于TIA/EIA-41信令标准。
8．根据权利要求6的方法，其中所述构造参数包含至少一个必备参数，以及任选的一个或多个附加参数，所述必备参数和所述一个或多个附加参数中，每个参数包含一个候选频率的一个导频的测量信息。
全文摘要
本发明公开了为一个候选频率的多个导频传送测量信息,以提供多个通信系统间的互操作性的一种网络和方法。通信网络包含多个通信系统,通信系统具有多个移动交换中心(MSC)、多个基站(BS)以及多个移动台(MS)。多个MSC使用具有一条或多条信令信息的系统间协议,信令消息包含一个构造参数,该构造参数能为一个候选频率的多个导频传送信息。
文档编号H04J13/00GK1300151SQ0013557
公开日2001年6月20日 申请日期2000年12月13日 优先权日1999年12月14日
发明者沙拉特·S·查德 申请人:朗迅科技公司