专利名称：移动电话系统及越区切换方法
技术领域：
本发明涉及诸如蜂窝电话(便携式电话)系统和汽车电话等的移动电话系统，它包括用于通过在帧中分配了相同的时隙号的发送时隙发送逻辑控制信道信号的多个基站和用于通过分配了与分配给发送时隙的时隙号相应的时隙号的接收时隙接收逻辑控制信道信号的移动电话(诸如蜂窝电话(便携式电话)和汽车电话)以及该移动电话系统的越区切换的方法。
最近人们正在推进诸如蜂窝电话(便携式电话)系统和汽车电话等移动电话系统的数字化。移动电话系统采用TDMA/TDD(时分多址/时分双工)系统，其中多个无线电(无线)基站在对一个频率进行时分得到的时间与多个移动电话通信，从而在一对传输通路上进行双向数据传输。这种TDMA/TDD系统也用于诸如PHS(个人手提电话系统)、DECT(数字欧洲无绳电话)等移动电话。另外，作为TDMA系统，它还用于PDC(个人数字蜂窝电话)、IS-54(临时标准-54)、IS-136(临时标准-136)和GSM(全球移动通信系统)。
图1是表示传统移动电话系统的的结构的示意图。
在这种情况下，示出移动电话105和连接到交换机(基站)100的无线电基站A101至D104。用虚线围成的无线电基站位于其各自中心的区域101’至104’代表无线电区域，在其中无线电话可以从无线电基站A104至D104中的每一个接收诸如音频数据和视频数据等各种数据和/或向其发送所述数据。
在图2中(a)表示每一个无线电基站A104至D104中使用的TDMA帧的结构，还表示无线电基站A101与移动电话105之间发送/接收信息信道信号的操作。另外，在图2中(b)表示移动电话105中使用的TDMA帧的结构，还表示从无线电基站B102发出逻辑信道控制信号然后该信号被移动电话105接收的操作。
在图2的(a)和(b)中，举例示出4信道TDMA帧，而每一个TDMA帧设有发送时隙和接收时隙。正如后面将要描述的，信息信道信号的发送/接收以及逻辑控制信道信号的发送是利用多个发送时隙或接收时隙进行的。
接着，将要描述移动电话105、无线电基站A101和无线电基站B102的操作。
如图1所示，假定移动电话105位于无线电基站A101的无线电区域101’中。当如图2(a)中所示无线电基站A101在时间周期t1中利用发送时隙3向移动电话105发送信息信道信号时，移动电话105在相应的时间周期t1利用接收时隙3从无线电基站A101接收信息信道信号。
另外，当响应所接收的信息信道信号而送回信息信道信号时，移动电话105在时间周期t2利用发送时隙3回送信息信道信号。在无线电基站A101处，在时间周期t2利用接收时隙3接收这样回送的信息信道信号。通过这种操作，在移动电话105和无线电基站A101之间便可以相互交换信息。
随后，当移动电话105从无线电基站A101的无线电区域101’移动到其他无线电基站的无线电区域(例如，无线电基站B102的无线电区域102’)时，从无线电基站A101发送并被移动电话105接收的信息信道信号的接收电平降低，接收质量也恶化。
因此，移动电话105进行所谓越区切换操作，以便在利用接收时隙3和发送时隙3向无线电基站A101发送信息信道信号和/或从其接收信息信道信号同时，切换从其接收音频信息、图像信息等和/或向其发送音频信息、图像信息等的无线电基站的连接目的地。这是因为，若移动电话105停止向/从无线电基站A101发送/接收信息信道信号，则将无法平滑地进行越区切换操作。
这里，每一个无线电基站A101至D104利用一个发送时隙发送逻辑控制信道信号，该发送时隙被赋予了分配给发送时隙1至4的任何预定的时隙号。在各个无线电基站A101至D104之间该逻辑控制信道信号的发送定时在固定的时间间隔交错。
具体地说，如图3A至3C所示，例如，无线电基站B102利用发送时隙4(图3A)发送逻辑控制信道信号，无线电基站C103利用发送时隙1(图3B)发送逻辑控制信道信号，而无线电基站D104利用发送时隙2(图3C)发送逻辑控制信道信号。
因此，当移动电话105进行越区切换时，移动电话105把所有接收时隙都设置为接收方式，使得如图2(b)所示它能够利用接收时隙1至4中任何一个接收来自无线电基站B102至D104的逻辑控制信道信号中的任何一个。
移动电话105从无线电基站B102至D104中选择具有最高接收电平的发送逻辑控制信道信号的无线电基站。因此，它与被赋予由有关的无线电基站指定的时隙号的时隙同步，并交换到移动电话105向其发送信息信道信号和/或从其接收信息信道信号的无线电基站。
就是说，例如，在移动电话105从无线电基站A101的无线电区域101’移动到无线电基站B102的无线电区域102’的情况下，若在从无线电基站B102至D104发送的逻辑控制信道信号中间从无线电基站B102发送的逻辑控制信道信号具有最高的接收电平，则通过从无线电基站B102接收的逻辑控制信道信号，移动电话105规定在无线电基站B102和移动电话105之间交换(接收/发送)信息信道信号用的时隙，并把当前与之交换信息信道信号的无线电基站从无线电基站A101切换到无线电基站B102。
如上所述，当移动电话105进行越区切换时，在向无线电基站A101发送信息信道信号和/或从其接收所述信号的情况下，移动电话105从另一个无线电基站B102接收逻辑控制信道信号，以检查它是否可以向另一个无线电基站发送信息信道信号和/或从其接收所述信号，指定/调谐到该时隙号，然后进行越区切换。
但是，在上述传统的移动电话系统中，当移动电话准备进行越区切换时，在移动电话一侧，它无法规定每一个无线电基站使用哪一个发送时隙来发送逻辑控制信道信号。因此，在移动电话一侧把所有接收时隙都设置为接收方式，以便从所有无线电基站接收逻辑控制信道信号。因此，在移动电话一侧，每次越区切换都消耗许多电力。
另外，当按照传统的移动电话系统进行越区切换时，在移动电话向一个无线电基站发送信息信道信号和/或从其接收所述信号的状态下，它必须接收来自另一个无线电基站的逻辑控制信道信号。因此，若用作越区切换源(亦即，就在越区切换之前与该移动电话通信的无线电基站)的无线电基站所用的发送时隙与用作越区切换目的地(亦即，刚好在越区切换之后与该移动电话通信的无线电基站)的无线电基站的发送逻辑控制信道信号用的发送时隙一致，则该移动电话便无法接收该逻辑控制信道信号。所以，可能出现一种情况，就是通过越区切换作为连接目的地的无线电基站并非对该移动电话而言最好的无线电基站。
因此，本发明的一个目的是在进行越区切换时减小移动电话的功率消耗，并使移动电话能够连接到对该移动电话而言最好的无线电基站。
为了达到上述目的，按照本发明，提供一种移动电话系统，它包括多个基站，这些基站中的每一个都通过在帧中分配了相同时隙号的发送时隙发送逻辑控制信道信息；以及移动电话，它通过被赋予与分配给发送时隙的时隙号对应的时隙号的接收时隙接收所发送的逻辑控制信道信息，并将所述接收时隙设置为可接收状态，从而当进行越区切换时移动电话通过设置为可接收状态的接收时隙接收逻辑控制信道信号。
另外，按照本发明，提供一种移动电话系统用的越区切换方法，它包括从多个基站通过在一个帧内分配了同一时隙号的发送时隙发送逻辑控制信道信号；在移动电话处通过被赋予与发送时隙相同的时隙号的接收时隙接收逻辑控制信道信息；以及把所述接收时隙设置为可接收状态，以便进行越区切换。
图1是表示传统的移动电话系统的示意图；图2是表示TDMA帧的结构的示意图和表示无线电基站A101和移动电话105之间发送/接收信号的操作的示意图；图3是表示从无线电基站B至D中每一个无线电基站发送逻辑控制信道信号的状态的示意图；图4是表示按照本发明一个实施例的移动电话系统的结构的示意图；图5是表示图4的无线电基站A至D和移动电话105之间发送/接收(交换)数据时用的TDMA帧的结构的示意图；图6是表示从每一个无线电基站B至D发送逻辑控制信道信号时的定时的定时图；以及图7是表示无线电基站A至D和移动电话之间信号发送/接收(交换)定时的示意图。
以下将参照附图描述本发明的最佳实施例。
图4是表示按照本发明一个实施例的移动电话系统的结构的示意图。
图4所示的移动电话系统(诸如蜂窝电话(便携式电话)系统和汽车电话)包括具有无线电区域101’的无线电基站A101；具有无线电区域102’的无线电基站B102；具有无线电区域103’的无线电基站C103；具有无线电区域104’的无线电基站D104；通过线路连接到包括无线电基站A101至D104的多个基站以及中继交换机的交换机100；交换机200，它通过诸如ISDN(综合业务数字网络)线路等公用线路连接到交换机100；以及移动电话(诸如蜂窝电话(便携式电话)和汽车电话)105，用来向/从每一个无线电基站A101至D104发送/接收数据。图4所示的每一个无线电基站A101至D104都具有帧同步电路，用来与准备发送到移动电话105的帧同步。
例如，当移动电话105位于无线电区域101’内时，它可以向/从TDMA/TDD系统中的无线电基站A101发送/接收诸如音频信息和图像信息等信息。类似地，当它处在每一个无线电区域102’至104’时，它可以向/从TDMA/TDD系统中的无线电基站B102至D104发送/接收诸如音频信息和图像信息等信息。
图5A是表示无线电基站A101至D104向/从移动电话105发送/接收数据时所用的具有发送时隙和接收时隙的TDMA帧的结构的示意图。图5B是表示移动电话105向/从每一个无线电基站A101至D104发送/接收数据时所用的具有发送时隙和接收时隙的TDMA帧的结构的示意图。在本实施例中，举例说明每4个发送时隙和每4个接收时隙构成一个射频TDMA帧。
这里，假定在无线电基站A101至D104中利用发送时隙1发送逻辑控制信道信号。另外，在无线电基站A101至D104中每一个无线电基站和移动电话105之间利用发送时隙2至4中任何一个和接收时隙2至4中的任何一个发送/接收信息信道信号。
图6A至6D是定时图，表示从无线电基站A101至D104中的每一个发送逻辑控制信道信号时的定时。如上所述，无线电基站B102至D104中每一个例如利用发送时隙1发送逻辑控制信道信号。另外，无线电基站B102至D104发送逻辑控制信道信号，在同一时间周期T内利用n个(n代表自然数)帧对所述逻辑控制信道信号进行多路复用。发送时间周期T设置为TDMA帧的整倍数，并在同一时间周期但以不同的频率发送各个帧。
图7(a)中示出无线电基站A101和移动电话105之间信息信道信号发送/接收的定时，而图7(b)中示出从无线电基站B102至D104中每一个发送逻辑控制信道信号的定时和在准备进行越区切换的移动电话105处信号发送/接收的定时。
接着，将描述按照这个实施例的移动电话系统的操作。
首先，如图4所示，假定移动电话105位于无线电基站A101的无线电区域101’内。当如图7(a)所示无线电基站A101确定移动电话105的地址并在时间周期t1利用发送时隙3向移动电话105发送信息信道信号时，移动电话105例如利用接收时隙3在时间周期t1接收从无线电基站A101发送的信息信道信号。
另外，当移动电话105响应这样接收的信息信道信号在时间周期t2利用与无线电基站A101发送信息信道信号用的发送时隙一致的发送时隙3发回信息信道信号时，无线电基站A101在时间周期t2利用接收时隙3接收该信息信道信号。
随后，当由于移动电话105的用户移动等，移动电话105从无线电基站A101的无线电区域101’按照图4箭头的指示移动到另一个无线电基站，例如无线电基站B102的无线电区域102’时，通过与例如接收电平的阈值比较来判断从无线电基站A101发送并由移动电话105接收的信息信道信号的接收电平或接收质量的恶化。
因此，移动电话105把接收时隙1设置为信号可接受状态，以便在如图7(b)所示利用接收时隙3和发送时隙3向/从无线电基站A101发送/接收信息信道信号的同时，接收从无线电基站A101至D104中每一个发送的逻辑控制信道信号。
这里，无线电基站A101至D104中每一个以这样的定时利用发送时隙1发送逻辑控制信道信息，以便如图6A至6D所示使其帧周期在固定的时间周期内与其他无线电基站的帧周期交错。因此，当移动电话105准备进行越区切换时，它被允许利用接收时隙1接收来自各无线电基站、诸如无线电基站B102至D104中每一个的逻辑控制信道信号。
当接收来自无线电基站B102至D104中每一个的逻辑控制信道信号时，移动电话105用检测装置(未示出)检测从无线电基站A101至D104中每一个发送的逻辑控制信道信号的接收电平，并把这些接收电平临时存储在存储器(未示出)中。
此后，移动电话105把这样检测到的每一个逻辑控制信道信号的接收电平与向/从无线电基站A101发送/接收信息信道信号的接收电平加以比较。若从其他无线电基站B102至D104发送的每一个逻辑控制信道信号的接收电平高于从无线电基站A101接收信息信道信号的接收电平，则移动电话105自动调谐到发送具有最高接收电平的逻辑控制信道信号的无线电基站，并根据来自有关无线电基站的指令切换到该无线电基站，以便进行信息信道信号的发送/接收。
就是说，例如，当移动电话105移动到无线电基站B102的无线电区域102’时，从无线电基站B102发送的逻辑控制信道信号的接收电平在从无线电基站B102至D104发送的逻辑控制信道信号中是接收电平最高的。因此，通过预定的时隙发送/接收信息信道信号的无线电基站便从无线电基站A101切换到无线电基站B102。
如上所述，按照这个实施例，无线电基站A101至D104中每一个决定用发送时隙1作为发送逻辑控制信道信号用的发送时隙。因此，当进行越区切换时，移动电话105只须把接收时隙1设置为可接受状态，其他什么都不必做。因此，移动电话105需要做的唯一一件事是无差错地把无线电基站B102至D104发送的所有逻辑控制信道信号接收一次。因而，它不必在连续地保持信号可接受状态的同时搜索无线电基站，因而可以以小的功率消耗完成信号接收。
若连接到一个交换机的无线电基站数目增大，则如图6A至6D所示，需要加快从每一个无线电基站发送的逻辑控制信道信号的发送定时。但是，加快定时是有上限的。因此，在这种情况下，若通过作为发送逻辑控制信道信号的专用时隙的发送时隙1发送逻辑控制信道信号，则可以用作越区切换目的地的无线电基站数目减少。所以，这是不利的。
因此，当连接到一个交换机的无线电基站数目非常大时，在加到逻辑控制信道信号上的同时，发送关于每一个连接到该交换机的无线电基站是否都设有发送逻辑控制信道信号的专用时隙的信息，亦即逻辑控制信道信号是否通过任何一个发送时隙发送的信息。
在这种情况下，在移动电话105从一个不同于目前正在发送/接收信息信道信号的无线电基站的无线电基站接收逻辑控制信道信号的情况下，若逻辑控制信道信号加上关于逻辑控制信道信号是否通过任何发送时隙发送的信息，则移动电话105把接收逻辑控制信道信号用的接收时隙是时隙1这一事实存入存储器，而且它还把借以与用作越区切换源的无线电基站发送/接收信息信号用的接收时隙以外的接收时隙设置为信号可接收状态，以此增加可接收的逻辑控制信道信号的数目，并选择用作越区切换目的地的无线电基站。这种操作使用作越区切换目的地的无线电基站对该移动电话105而言是最好的。所以，移动电话105可以向/从用作越区切换目的地最好的无线电基站发送/接收信息信号。
如上所述，按照本发明，多个无线电基站中的各个站都通过在帧中分配了同一时隙号的发送时隙发送逻辑控制信道信号，而移动电话用与所分配的同一接收时隙号的接收时隙接收逻辑控制信道信号。因此，移动电话不必在搜索越区切换目的地的过程中经历失败，即可接收逻辑控制信道信号。所以，移动电话的功率消耗得以减小，而移动电话在越区切换时可以连接到对该移动电话而言最好的基站。
权利要求
1．一种移动电话系统，它包括多个基站，其中每一个都通过在一个帧中分配了相同时隙号的发送时隙发送逻辑控制信道信息；和移动电话，它通过被赋予与分配给发送时隙的时隙号相应的时隙号的接收时隙接收所发送的逻辑控制信道信号，并将所述接收时隙设置为可接收状态，从而所述移动电话在进行越区切换时通过被设置为可接收状态的接收时隙接收逻辑控制信道信号。
2．权利要求1所要求的移动电话系统，其特征在于当通过被设置为可接收状态的接收时隙接收逻辑控制信道信号时，所述移动电话把所述移动电话与所述多个基站中用作越区切换源的一个之间通信时不使用的另一接收时隙设置为可接收状态。
3．权利要求1所要求的移动电话系统，其特征在于以固定的周期定时从所述多个基站中的每一个依次发送逻辑控制信道信号。
4．权利要求1所要求的移动电话系统，其特征在于在所述多个基站中间从所述多个基站中的每一个发送的逻辑控制信道信号在发送定时方面是同步的。
5．权利要求3所要求的移动电话系统，其特征在于在所述多个基站中间从所述多个基站中的每一个发送的逻辑控制信道信号在发送定时方面是同步的。
6．权利要求2所要求的移动电话系统，其特征在于所述移动电话检测这样接收到的每一个逻辑控制信道信号的接收电平，并把这样检测到的逻辑控制信道信号的接收电平与向/从所述一个用作所述越区切换源的基站发送/接收的信息信道信号的接收电平加以比较。
7．一种用于移动电话系统的越区切换方法，它包括通过在一个帧内分配了同一时隙号的发送时隙从多个基站发送逻辑控制信道信号；在移动电话处通过被赋予与发送时隙相应的时隙号的接收时隙接收逻辑控制信道信息；以及把所述接收时隙设置为可接收状态，以便进行越区切换。
全文摘要
在包括通过在一个帧中分配了相同时隙号的发送时隙发送逻辑控制信道信息的多个基站和通过在一个帧中被赋于与发送时隙相应的时隙号的接收时隙接收所发送的逻辑控制信道信息的移动电话的移动电话系统中,按照越区切换方法,每一个基站通过在一个帧中分配了相同时隙号的发送时隙发送逻辑控制信道信号,而移动电话把被赋于与发送时隙相应的时隙号的接收时隙设置为可接收状态,通过该接收时隙接收逻辑控制信道信号,从而完成越区交换。
文档编号H04W52/02GK1309509SQ0110474
公开日2001年8月22日 申请日期2001年2月19日 优先权日2000年2月17日
发明者渕泽敬 申请人:日本电气株式会社