专利名称：无线通信网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信网络，包括至少一个终端，在建立通信时，它能从空闲模式切换到专用模式，多个小区，其中所述的终端可以占用小区中的空闲模式或专用模式，该小区由基站控制，其在建立通信时管理这样的一个切换。
本发明还涉及一种在这样一个通信网中使用的终端。
本发明还涉及一种适于这样一个终端的数据处理方法。
最后，本发明涉及一种包含程序编码指令的程序，用于在所述程序由处理器执行时，执行这个方法的步骤。
本发明应用的环境，例如，是在一个GSM类型通信网络(GSM是“全球移动通信系统”的缩写)。
背景技术：
一个通信网络通常包括多个终端和基站，其中基站为终端提供多个进入网络的入口点。这样的一个网绍被分成多个六边形的小区，每个小区由一个基站控制。这样的一个小区的边界大小能在城市中几十米到乡村中几千米的范围内变化。终端在被接入及不通信的情况下可以是空闲模式，基站持续地发送信号，这些信号由位于该基站控制的小区及邻近小区中的多个终端来接收。当终端在空闲模式时，终端进行从它最接近的基站所发送信号的功率测量，并占用由发送产生最大功率电平信号的基站所控制的小区，也就是说，就是这个基站将建立与其它终端的通信。当终端已经建立与另一终端的通信，称它处在专用模式。由ETSI在1995年2月发布的，标题为“欧洲数字蜂窝通信系统(阶段2)；移动无线网络层3规范(GSM 04.08)”的文章，描述了终端和基站之间在空闲模式和专用模式下被交换的数据帧，也就是为建立通信而实现从空闲模式到专用模式切换的各种协议。协议描述仅通过控制占用在空闲模式下小区的基站，将终端切换到专用模式。但是，基站可能发生错误，因此终端就可能预占在空闲模式下控制的小区，但不可能切换到这个小区上的专用模式。这种情况下，具有在这样的一个小区中占用空闲模式的终端的用户，认为他能够建立与另一终端的通信，因此特别能够取得联系，然而情况并不是这样。这对于用户是一个可察觉的缺点，尤其在一个旧的通信网络，具有大量可能发生错误的基站中会变得更加明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够使终端不占用不能切换为专用模式的小区中空闲模式的通信网络。
根据本发明以及在开始段落中的限定内容，一种通信网络的特征在于所述的终端包括在进行所述切换时能够检测基站中错误的检测装置；识别由这样一个有错误基站来控制的小区的装置；建立由有错误基站来控制的小区的黑名单的装置；选择一个小区用于占用空闲模式下所述终端的装置，该小区的选择标准存在或不存在于黑名单中。
一个根据本发明和开头段落中限定的终端，表示在权利要求2之中。
一个根据本发明和开头段落中限定的数据处理方法，表示在权利要求7中。
根据本发明，有错误基站的黑名单按以下情况建立。当一个第一终端占用小区中空闲模式并希望建立与第二终端的通信时，可能它不能设法切换到专用模式。同样，当第二终端试图建立与第一终端的通信时，可能后者不能进行切换。这可能有几个原因，例如发生在控制这个小区的基站中的错误。这种情况下，检则装置检测到存在问题的基站发生错误。识别装置存储关于由这个有错误基站控制的小区的标识信息，这个信息对所有的小区是不同的，因此，知道了这个信息，就不可能混淆两个小区。接着，建立装置可以将由识别装置所存储的信息进行集合，当终端希望占用专用小区中空闲模式时，例如由于从控制这个小区的基站中接收的信号功率为高，根据这个小区的识别就可以知道这个小区是否在黑名单上。如果这个小区在黑名单中，那么选择装置判定不占用这个小区。因此终端避免占用在不可能为它设置成专用模式的小区上的空闲模式。
特别地，在本发明优选的实施例，如上面叙述的终端的特征在于，在某种预先确定的时间之后，按照黑名单的记载，小区退出所述的黑名单。根据本发明，终端可以试图切换到已离开黑名单的小区中的专用模式。但是，在这个小区曾经存在于黑名单上时，操作员可能已经修理过控制它的基站。如果是这样，该终端将能再次切换到这个小区上的专用模式。
在本发明的一个变化中，如上所述的终端特征在于所述的建立装置包括每个小区至少一个计数系统，它能计算在控制这个小区的基站中出错的次数，在一个预先设定非零的错误数目之后所述小区进入所述黑名单中。
这个实施例可以使仅在控制这个小区的基站中的错误超过一个特定数目后，将这个小区放入黑名单中，从而确保这个基站真正错误。
这个变化的优选实施例中，如上叙述的终端特征在于一个与存在于黑名单中的小区相联系的计数系统，每当该终端试图占用这个小区的空闲模式时，就产生一个错误计数，且当与所述小区相联系的计数系统指明一个预先确定的错误数目m绝对大于n时，该小区退出所述的黑名单。
根据这个实施例，这可能使在最后时期离开该黑名单上的小区少于设置在本发明特定优选的实施例中的小区数量。这个变化的优选实施例在小区密度相对较低的地理区域，如乡村中具有显著的优点。如果假定一个居住在乡村中的终端用户且每天早晨离家去几公里以外的地方工作。当他在早晨打开他的终端时，该终端开始测量一个由最近的基站发送的高功率信号，和一个由设置在相对远距离的邻近基站发送的低功率信号。该终端希望占用最近的小区。如果这个小区在黑名单中，与这个小区相联系的计数系统就产生一个错误计数。当用户夜晚从工作返回时，就会发生相同的情况。因此，计数系统在一周会产生大约十次错误。然而，最近的小区在黑名单中，终端占用相对远的小区中的专用模式，其产生相对差的通信质量。因此对小区来说能较频繁地离开黑名单是有好处的，因此终端能够测试控制这个小区的基站是否已经被修理过。在上面的实例中，如果数值m设定在20，有问题的小区将在它进入之后大约两周的时间离开黑名单。
在另一个变化的实施例中，如上所述终端的特征在于，它包括重新初始化计数系统的装置，这样的重新初始化过程发生生在由控制与所述计数系统相联系的小区的基站进行成功切换时，或发生在当这个小区从黑名单离开时。根据这个实施例，当控制小区的基站没有错误时，小区不能进入黑名单。这是因为从空闲模式到专用模式的失败切换有可能是由于基站的外部原因造成的，例如如果该终端在进行切换时正穿行在隧道下。如果假定n为2，该终端就有可能在第二次切换到这个小区的专用模式。如果基站不出错误，很有可能这个切换第二次不会失败，在这种情况下与这个小区相联系的计数系统进行重新初始化操作。因此，如果一个切换由于基站的外部原因再次失败，则由这个基站控制的小区将不会进入黑名单。
由于上面叙述的步骤可以由软件完成，本发明也提供一种包含程序代码指令的程序，在所述程序由处理器运行时用于执行上述的方法步骤。
本发明将参照附图所示实施例作进一步的描述，但本发明并不局限于此。
图1a和1b示出本发明的特征。
图2a和2b示出在终端和基站之间被交换的数据帧结构。
图3为从空闲模式到专用模式进行切换时，检测基站中错误的流程图。
图4所示为基站记入到黑名单的流程5a和5b为表示两种离开黑名单方法的流程6为一个选择为占用空闲模式的小区和黑名单管理的流程图具体实施方式
图1a为按照本发明的通信网络，这样一个通信网络包括至少一个第一小区101，一个第二小区102，一个第一基站103，一个第二基站104，一个第一终端105，一个第二终端106，一个第三终端107和一个第四终端108。其它为本领域所熟知但未示出的元素，如这种情况的GSM网也是这个网络中所必需的。
在图1a表示的实例中，当第一终端105处在空闲模式时，它与第一基站103和第二基站104交换数据。其测量接收自这两个基站的信号功率，以确定它要占用哪一个空闲模式的小区。这样的测量在第一终端105从第一小区101移动到第二小区102时尤其必要。在GSM网络的情况中，第一终端105通常以规定的间隔测量从32个最近基站所接收的信号功率。在这些32个基站中，那些对应于六个最大功率的基站构成一个近邻列表，其它的基站构成一个远邻列表。第一终端105将有关这两个列表中小区的信息存储在非易失性存储器中。这两个列表的设置构成一个邻居的列表。上面给定的叙述应用于该通信网络中的所有终端，特别是第二终端106，第三终端107和第四终端108。本发明这些终端所具有的功能描述在图1b中。
图1b示出本发明的一个终端。这样一个终端包括，检测装置109，识别装置110，建立黑名单装置111和选择装置112。当进行从空闲模式到专用模式的切换时，检测装置109能检测到基站中的错误，这些功能表示在图3中。当检测装置109检测到错误时，该识别装置将关于由这个有错误基站控制的小区的信息存储在非易失性存储器中。这个信息为一一个位置区域编码LAC一一个移动网络编码MNC一一个国家编码MCC一一个小区识别CI通过这个信息，黑名单建立装置111建立一个由有错误基站控制的小区的黑名单。执行功能将在图4到6中进行具体说明。
选择装置112的功能将在图6中进行具体说明。
图2a叙述一个时间多路接入帧TDMA。这样的一个帧包括一个信标信道201，一个信令时隙202和6个话务时隙203到208。这样的一个帧TDMA是GSM型900通信网络中的一个基本要素，对于这样的网络，从终端发送到基站的信号频率在890与915兆赫之间，从基站发送到终端的信号频率在935与960兆赫之间。在这样一个网络中，25兆赫的频带按200千兆分隔为124个载频。每一个频率被划分为具有0.576微秒持续时间时隙，一组8个连续的时隙构成时间多路接入帧TDMA。逻辑信道产生于时隙的定期重复。信标信道在终端是空闲模式时，用于终端和基站之间通信的时隙。信号时隙202被特别用于实现从空闲模式到专用模式的切换。当终端在专用模式时，就使用6个话务时隙203到208中的一个时隙，用于运送这个终端的用户话音。图2a中所示的帧TDMA对应于两个载频，例如从终端到基站的890.2兆赫频率和从基站到终端的935.2兆赫频率。因此6个不同的终端可以使用相同的频率同时占用专用模式下的相同小区，每个终端使用6个话务时隙203到208中的一个时隙。
图2b表示在信标信道上从基站到终端的逻辑信道的一个连续。这个连续的每个码元由方块表示就是一个时隙。这里所述的时隙实际上以0.4615毫秒分隔，也就是一个TDMA帧的持续时间；一个同样类型的时隙重复就构成一个逻辑信道。不同的逻辑信道表示如下F用于调整终端到载频的频率校正信道FCCH；S用于使终端与基站同步的同步信道SCH；B用于从基站广播信息的广播控制信道BCCH；C公用控制信道CCCH。
基站使用该广播控制信道BCCH，用于将关于由这个基站控制的小区的信息，诸如位置区域编码LAC，移动网络编码MNC，国家编码MCC以及该小区标识CI等发送到一组终端。公用控制信道CCCH特别由基站来使用，用于通知一个终端正有另一终端试图与它建立通信，并且将关于必须用于建立这个通信的信道的信息发送给该终端。
从终端到基站的信标信道201基本包括一个随机接入信道RACH，通过该信道，终端可以以随机的方式接入该网络，从而建立通信。
图3表示当进行从空闲模式到专用模式的切换时，对基站中错误的检测。在方框301，终端与终端占用空闲模式中的基站进行同步操作。为此终端使用包含在信道FCCH和SCH中的信息。在方框302，终端存储关于控制这个基站的小区的标识的信息。在方框303，包括在信道CCCH中的信息指示给该终端其它终端正试图与它联系。在方框304，该终端则请求分配一个独立专用控制信道SDCCH，以建立这个通信连接。这样的一个通信建立需要一个发生在信令时隙202的信道SDCCH上的协议变换。信令时隙202通常包括8个信道SDCCH。在方框305，基站指示8信道SDCCH的终端，它必须使用8信道SDCCH来实现协议的变换。但是，在一个基站，不同的电子卡管理着TDMA帧的不同时隙。因此有可能管理该信标信道201的电子卡将起到作用，而管理该信令时隙202的电子卡出错。这种情况下，终端可以占用由该基站控制的小区的空闲模式，但将不能切换到这个小区中的专用模式。在方框306，终端试图交换分配给它的信道SDCCH上的协议。如果终端能够这样做，即如果管理信令时隙202的电子卡起作用，在方框307该基站发送一个控制信号给它，以指示该终端一个话务信道TCH，在这个信道上该终端必须建立通信连接，每个话务时隙包括一个话务信道TCH。如果终端不能这样做，即如果管理信令时隙202的电子卡不起作用，则在方框308会检测到基站中的一个错误。
可能发生网络“饱和”，也就是说，一个基站的所有话务信道同时被使用。这种情况下，就不可能建立通信，即不能切换到由这个基站控制的小区上的专用模式，尽管这个基站的工作工常。但是，在这种情况下，该终端不能检测到基站中的任何错误。这是由于该基站的信道SDCCH很少被同时使用，这意味着甚至在一个饱和网络的情况下，也将会到达方框307。
图4表示在黑名单中小区的进入。在方框401，检测装置109检测到在控制小区的基站中的错误。与该小区相联系的计数系统在方框402进行错误的计数。在方框403，终端检验这个计数系统指示的错误数目是否等于数目n，其中，数目n可以由终端的制造商来设定。例如，n可以为2。如果该计数系统指示错误的数目等于2，则在方框404该小区进入黑名单，即关于这个小区的标识信息被存储在黑名单中。如果该计数系统指示错误的数目小于n，则在方框403之后什么也不发生。方框402到404构成一个进入到黑名单405的算法。
图5a表示了离开黑名单的方法。当小区进入到黑名单时，终端存储一个这个小区记入黑名单的日期。当在方框501中月份发生变化时，该终端在方框502检查存在于黑名单上的每个小区，是否对应于新的月份的数目绝对大于对应于进入在黑名单中小区的月份，其中月份的增加由一个单元来完成。如果是这种情况，在方框503该小区从黑名单中退出，并且由重新初始化装置重新设置与这个小区相联系的计数系统。否则该小区仍保留在黑名单中。这使得小区能在进入黑名单后，最早一个月最晚2个月的时间里退出黑名单。
图5b表示另一种退出黑名单的方法。在方框504，终端希望占用存在于黑名单中的小区上的空闲模式。与这个小区相联系的计数系统在方框505进行错误计数。在方框506，终端检验这个计数系统指示的错误数目是否等于数量m，数量可以由终端的制造商设定。例如，m可以为20。如果计数系统指示错误的数目等于数目m时，在方框507该小区退出黑名单，并且由重新初始化装置重新设置该计数系统。如果计数系统指示错误的数目小于数量m，则在方框506后什么也不发生。方框505到507构成一个退出黑名单508的算法。
图6表示一种用于占用空闲模式和管理黑名单的小区选择方法。在方框601，终端希望占用空闲模式的小区。终端检查是否这个小区只是一个存在它的邻居列表中的小区。这是由于如果该小区唯一存在于邻居列表中，该终端就能占用这个小区的空闲模式，而不用考虑该小区是否处在黑名单中，由于在这种情况下该终端没有其它占用空闲模式的小区可以选择。
在方框602，该小区是唯一在邻居列表中的小区。终端接着在方框603决定占用这个小区中的空闲模式。该终端于是希望切换到这个小区中的专用模式。在方框604，实现这样的切换。在方框605，与这个小区相联系的计数系统被重新设置。在方框606，由于控制这个小区的基站中的错误，切换失败。接着在方框607终端则检验这个小区是否存在于黑名单中。如果小区不在黑名单中，该终端在方框608启动进入黑名单405的算法。如果小区在黑名单中，那么在方框608启动退出黑名单508的算法。
在方框610，该小区不是邻居列表中唯一的小区。那么在方框611终端检验这个小区是否存在黑名单中。如果小区在黑名单中，该终端在方框612决定不占用这个小区，并在方框613启动退出黑名单508的算法。另外，如果这个小区设置在近邻小区的列表中，该终端将它安放在远邻小区的列表中，以便使在远邻小区的列表中的小区能够进入该近邻小区的列表。如果该小区不在黑名单中，终端在方框614决定占用这个空闲模式的小区。接着终端希望切换到这个小区的专用模式。在方框615，由于控制这个小区的基站中的错误，切换失败。那么终端在方框616启动进入黑名单405的算法。在方框617，实现这个切换。与这个小区相联系的计数系统在方框618被重新设置。
上面参照附图的描述并未限制本发明。关于这一点，将进行以下说明。
附图的描述是基于GSM类型的通信网实例。显然，本发明也适用于其它类型的网络，可能是比GSM类型更先进的网络，只要这些网络包括能够实现从空闲模式到专用模式切换的终端，所述终端能够与延迟器交换数据以便实现这一切换。
在图5a中，描述了一种退出黑名单的模式。在不超出本发明精神实质的范围内，可以对这个模式进行变化。例如，该终端能将进入小区的日期和月份存储在黑名单中，使这个小区在它进入黑名单的一个特定时期之后，例如2个月退出黑名单。
原则上，通过一个合适的程序集成电路就可以实现按照本发明的方法。包含在程序存储器中的一组指令可以命令该集成电路实现上面叙述的不同步骤。这组指令可以通过数据载体，诸如这组编码指令的磁盘的读取载入到程序存储器中。读取可以通过例如Internet来实现。这样，服务供应商将制造适用于感兴趣用户的这组指令。
权利要求
1.一种通信网络，包括至少一个终端，在建立通信时，它能从空闲模式切换到专用模式，多个小区，其中所述的终端可以占用小区中的空闲模式或专用模式，该小区由基站控制，并在建立通信时管理这样的一个切换，所述终端的特征在于，在进行所述切换时能够检测基站中错误的检测装置；识别由这样一个有错误基站来控制的小区的装置；建立由有错误基站来控制的小区的黑名单的装置；选择一个小区用于占用空闲模式下所述终端的装置，该小区的选择标准存在或不存在于黑名单中。
2.在建立通信时，一种能够进行从空闲模式到专用模式切换的终端，其特征在于，它包括在进行所述切换时能够检测基站中错误的检测装置；识别由这样一个有错误基站来控制的小区的装置；建立由有错误基站来控制的小区的黑名单的装置；选择一个小区用于占用空闲模式下所述终端的装置，该小区的选择标准存在或不存在于黑名单中。
3.如权利要求2所述的终端，其特征在于，在某种预先确定的时间之后，小区退出所述的黑名单。
4.如权利要求2所述的终端，其特征在于，所述建立装置包括每个小区至少一个计数系统，它能计算在控制这个小区的基站中出错的次数，在超一个预先设定非零的错误数目之后所述小区进入所述黑名单中。
5.如权利要求4所述的终端，其特征在于，一个与存在于黑名单中的小区相联系的计数系统，它在每次该终端试图占用这个小区的空闲模式时，就产生一个错误计数，并且当与所述小区相联系的计数系统指示一个预先确定的错误数目m在绝对大于n时，该小区退出所述的黑名单。
6.如权利要求4所述的终端，其特征在于，它包括重新初始化计数系统的装置，在由控制与所述计数系统相联系的小区的基站进行成功切换时，或在当这个小区从黑名单离开时，进行重新初始化的操作。
7.在建立通信时，一种对能够从空闲模式切换到专用模式的终端的数据处理方法，其特征在于，它包括在进行所述切换时能够检测基站中错误的检测步骤；识别由这样一个有错误基站来控制的小区的步骤；建立由有错误基站来控制的小区的黑名单的步骤；选择一个小区用于占用空闲模式下所述终端的步骤，该小区的选择标准存在或不存在于黑名单中。
8.如权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于，在某种预先确定的时间之后，小区退出所述的黑名单。
9.如权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于，所述建立装置包括每个小区至少一个计数系统，它能计算在控制这个小区的基站中出错的次数，在超一个预先设定非零的错误数目之后所述小区进入所述黑名单中。
10.如权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，一个与存在于黑名单中的小区相联系的计数系统，它在该终端试图占用这个小区的空闲模式时，产生一个错误计数，并且当与所述小区相联系的计数系统指示一个预先确定的错误数目m在绝对大于n时，该小区退出所述的黑名单。
11.如权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，它包括一个重新初始化计数系统的装置，在由控制与所述计数系统相联系的小区的基站进行成功切换时，或在当这个小区从黑名单离开时，进行重新初始化的操作。
12.一种包含程序代码指令的程序，在所述程序由处理器运行时用于执行权利要求7中所述方法的步骤。
全文摘要
本发明涉及GSM类型的通信网。通信网包括至少一个终端,例如105,它能够在通信建立时从空闲模式切换到专用模式,和多个小区,如101和102,其中终端能够在小区上进行空闲模式或专用模式的占用,以及多个基站,例如103,它在通信建立时管理这样的切换。本发明的一个目的在于避免发生切换时,由于在控制这个小区的基站中的错误而导致终端在不能占用为专用模式的小区上进行空闲模式的占用。为了这个目的,该终端包括在进行切换时,能够检测到基站中错误的检测装置109,识别由这样有错误基站控制的小区的装置,建立由有错误基站控制的小区的列表装置,选择小区占用终端空闲模式的装置112,小区的选择标准存在或不存在于黑名单中。由于有错误基站的数量可能较高,本发明与所有的移动网络相关,包括高级的移动网络或是网络中旧的装置。
文档编号H04B7/26GK1386025SQ0212511
公开日2002年12月18日 申请日期2002年5月11日 优先权日2001年5月15日
发明者F·库坦特 申请人:皇家菲利浦电子有限公司