专利名称：移动通讯系统中稳定通信方法和仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及从基站向移动站，如无线电通信信道的蜂窝电话网，提供通信服务的移动通信系统，更具体地涉及该系统中一个移动站与众多基站之间可进行信息的交换的移动通信系统。
背景技术：
图1显示的是一个传统的移动通信系统。图1中的移动通信系统100包括一个移动站101，基站102至108，无线电网络控制器109和110，以及一个交换站111。交换站111，无线电控制器109和110，基站102至108相互分层地连接。基站102至108组成了无线电场区，在图1中用虚线标出。在无线电场中可自由移动的移动站通过无线电通信信道与无线电场中的基站之一连接，例如基站105。移动站101和基站105通过无线电通信信道相互连接，并通过该信道实行双向通信。图1中标出的每一个基站通过无线电通信信道与一个或者更多的移动站相联接。基站102，104和107分别和无线电网络控制器109相连，并且同无线电网络控制器109进行通信。同样，基站103，105，106和108分别与无线电网络控制器110相连，与其进行通信。
每一个无线电网络控制器109和110与多个基站相连，用于开关控制，当移动站101在无线电场区移动时，控制基站与移动站101通信。当无线电网络控制器109和110将与另一个基站相连的基站切换成与移动站101相连时，移动站101转换无线信道。换句话说，也就是无线电网络控制器109和110两者之一将基站到基站的通信转换成基站与移动站101的通信。交换站111与无线电网络控制器109和110，以及在图中没有画出的其他交换站或成组的网络系统相连。交换站111控制位于其下方的移动站之间的线路，以及其下方的一个移动站和位于另一个交换站或网络系统下方的终端站的线路。
在一个传统的移动通信系统中，基站和移动站之间的无线信道连接是由下列的一类多访问方法来完成的。如FDMA(频分多重访问)方法，TDMA(时分多路访问)方法，和CDMA(码分多路访问)方法。因此，传统的移动通信系统通过上述的系统结构对移动站既能提供电路交换又能提供分组交换通信服务。
在上述的移动通信100中，移动站101选择一个基站，该基站在移动站101和基站之间的无线信道的接收信号强度最强，例如，图1中标出的基站105被移动站101选出的基站105称作选择基站。由于移动站101的天线方向是低频的，从移动站101传送的信号到达基站。如，基站103在选择基站105附近，而移动站101与选择基站105进行通信。该信号除了被选择基站105接收外也被其他的基站接收，特别是当移动站101放置在无线电场区的边界时。
在一个运用了CDMA方法作为传输方法的移动通信系统中，基站的总站通过用无线信道或展宽码的总和能同时接收到从单个移动站传递来的信号。正如图2所示。移动站113使用两个扩展码同时与基站106和108进行通信。基站106和108分别接收由移动站101传来的信号，并且将信号传给无线电网络控制器110。无线电网络控制器110合并了从基站106和108接收的信号，将该合并的信号传送给交换器111。上述在无线电网络控制器接收来自多个基站的信号的通信方法一般称作软移交，或者是站点多样性。下面将描述从基站获得混合信号的两种典型的方法。
在第一种方法中，每一个基站向无线电网络控制器发送解调比特信息。随后，无线电网络控制器从闭塞的地方再生开始信号，该闭塞处不包含诸如错误修正命令和错误修正单元。在第二种方法中，每一个基站传输一个具有标准信号强度或“信号噪声干扰比”的标准的软判定信号给无线电网络控制器。无线电网络控制器通过将前面提及的从每个基站接收的信息与最大比率相结合再生信号。通过上述方法，移动站的信号传输的错误率由于在无线电网络控制器接收来自基站组的混合信号而大大的减少了。
因为在传统的移动通信系统中，无线电网络控制器混合了接收自基站组的信号，无线电网络控制器109和110无法分别通过基站102和105同时与移动站112进行通信，如图2所示的多基站并发接收方法。所以，传统的移动通信系统不能连续的向移动的移动站提供以多基站并发接收方法为基础的通信服务。
此外，在传统的移动通信系统中，通过运用除越区切换外的通信中的多基站并发接收方法，使每个无线电网络控制器的负载加载随着移动站数量的增加而增加。而且，当将来自于基站组的信号传输给移动站，也就是说，当执行多基站并发传输或者是多基站顺序传输时，传统的移动通信系统存有问题，即系统不能对依赖于其位置的移动站提供恒定的通信服务；以及在联合基站组通信节点处的处理负荷增加，因此，系统必须控制所有的基站组。
发明内容
因此，该发明的主要目的是提供了一个移动通信系统，在系统内移动站和多个基站相互进行通信。该发明更具体的目的是提出一个能够在通信节点之间(如一个移动站和多个基站)进行稳定通信，并将每个通信节点处的处理负荷减到最小的移动通信系统。
上述的发明目的通过一个移动通信系统来达到，该系统包括多个基站，其放置在通信服务域并和网络相连，在系统中移动站通过多个基站和网络与第二站通信，移动通信系统包括第一个装置，基于移动站和每个基站之间的无线传输路径的条件，测定虚拟基站组，即基站组与移动站通信的集合，第二个装置，用于混合信息，该信息是被属于虚拟基站组的多个基站在包括虚拟基站组在内的一个基站接收的，在其中网络不分层次地与多个基站相连接，基站传输最终目的为网络中的第二站。
在移动通信系统中，放置在通信服务域的多个基站与网络不分层次的连接。而且，当移动站在通信服务域移动时，属于虚拟基站组的基站不限于特殊的基站。因此，在移动站和多个基站之间的通信是稳定的。加之，一个属于虚拟基站组的单独基站执行的是诸如混合信息和传输那些与移动站和第二站之间的通信有关的混合信息的处理，因此，即使放置在通信服务域的基站数量增加，与移动站和第二站之间的通信有关的处理执行也不会集中在单个的通信节点上。
根据下列结合图的详细描述，该发明其他的目的、特点和优点将会更加明显。
图1所示的是一个传统的移动通信系统的结构图；图2所示的是在传统的移动通信系统中移动站和多个基站之间的通信；图3所示的是按照本发明一个实施例的移动通信系统；图4所示的是在移动通信系统中每个通信节点的IP地址和每个基站使用的无线信道图；图5所示的是IP数据包的格式图；图6所示的是在移动站和基站之间传输或接收的信号的格式图；图7所示的是基站之间交换的信息的格式图；图8是移动通信系统中基站和移动站的结构图；
图9所示的是相邻基站管理表；图10所示的是子基站管理表；图11所示的是父基站管理表；图12所示的是接收信号管理表；图13所示的是无线信道信息管理表；图14所示的是相邻基站接收信号强度管理表；图15所示的是移动通信系统中与移动站通信的移动站和多个基站之间的关系图；图16顺序的显示了移动站检测从相邻基站传输的信号的接收强度的操作步骤；图17所示的是包含数据的无线电信道格式管理表的实施例；图18所示的是包含数据的相邻基站管理表的实施例；图19A和19B演示了经基站传输的无线信道信号的格式；图20所示的是包含数据的相邻基站接收信号强度管理表的实施例；图21演示了组建虚拟基站组的步骤；图22A和22B是用于组建虚拟基站组所要求的信号格式图；图23所示的是在子基站管理表的相关记录；图24A和24B是用于加入虚拟基站组的必要信息格式图；图25所示的是父基站管理表中的相关记录；图26A和26B对于加入虚拟基站组的响应信息的格式图；图27所示的是子基站管理表的更新记录；图28A和28B是关于组建虚拟基站组的响应信号的格式图；图29是虚拟基站组中完成结合包信号的操作步骤的顺序图；图30所示的是包括IP数据包的分组包信号格式；图31所示的是由移动站传输给任意终端站的包信号的格式图；图32所示的是接收信号管理表中的记录；图33A和33B接收信号传送消息的结构图；图34所示的是混合一组包信号的方法；图35所示的是用于使移动站保持原来的位置的虚拟基站；图36所示的是用于使移动站从原位置移动的重建虚拟基站；
图37是顺序系列图，演示了传输信号的操作，该信号是从固定的终端站传输到移动站。
具体实施例方式现在将根据附图给出本发明最佳实施例的描述。
图3显示了一个根据本发明的实施例的移动通信系统。图3中显示的移动通信系统1包括一个数据包通信网络10和若干通信节点，它们是基站11到29，移动站30到32，和静态终端站33。被置于通信服务区中的基站11到29通过数据包通信网络10相互对等连接。每一个基站建立一个无线广播区。移动站30，31和32在通信服务区中移动，并通过无线信道和基站通信。静态终端站33被连接到数据包通信网络10，例如，数据包通信网络10被用作在基站11到29，移动站30到32，和静态终端站33间的数据包传输路径以发送和接收数据包。
下面将给出一种最佳实施例的描述，该种最佳实施例中使用的数据包通信协议是IP(因特网协议)，——一种典型的数据包通信协议。在以上描述的移动通信系统1中，如图4所示，在数据包通信网络10中定义的IP地址被分配给每个通信节点。此外，被每一个基站使用的无线信道被定义，如所示图4。此外，除了IP地址，移动站标识(ID)也被分配给每一个移动站。例如，移动站ID1，2和3分别的被分配给移动站30，31和32。
图5显示了通过数据包通信网络10传输的IP数据包的格式。每一个数据包有两部分，一个是包括控制信息的IP头部分，另一个是包含传送信息的负载部分。包含在IP头中的源IP地址表示了作为IP数据包传输源的移动站，基站，或静态终端站的IP地址。此外，包含在IP头中的目的IP地址表示了作为从源传送的IP数据包的目的站的移动站，基站，或静态终端站IP地址。基站11到29和每一个移动站通过上面定义的无线信道通信，并和其它基站和静态终端站33通过数据包通信网络10通信。静态终端站33和每一个移动站通过数据包通信网络10，基站11到29，以及无线信道进行通信。
如上所述，移动站和基站通过无线信道发送或接收信号。移动站和基站间发送接收的信号格式如图6所示。该信号包括关于移动站ID的信息，一个序列号，信号类型，信号内容，一个纠错码，和一个错误探测码。包含在从移动站发送到基站信号中的移动站ID确定作为信号源的移动站。包含在从基站发送到移动站的信号中的移动站ID被确定作为信号目的的移动站。换句话说，由于一组移动站和单一基站通过单一的无线信道发送或接收信号，移动站基于包括于信号中的移动站ID确定是否从基站发送的信号目的是该移动站。另一方面，基站基于包括在信号中移动站ID确定信号从哪一个移动站发送。
序列号用于区分包括相同移动站ID的信号。每一次发送一个新信号时，移动站和基站用预先规定的模式数递加序列号。因此，即使是包括相同移动站ID的一组信号，它们的序列号用以信号相互区分。在信号中的对应于信号类型的域包括不同的信号类型，例如，用于控制移动站和基站间通信的控制信号，用于移动站和静态终端站间，或移动站间发送信息的数据包信号。信号的内容是被通信节点发送或者接收的信息的内容。内容组合根据信号类型不同而不同。移动站ID，序列号，信号类型，和信号内容被分开放入一组代码块中，每一块具有固定的数据长度。纠错码是信号接收方用于纠正信号中的传输错误的信息。纠错码在信号发送方被加到每一个代码块中。错误探测码是信号接收方用于确定是否信号被纠错码纠正的信息。和纠错码一样，被加到每一个代码块的错误探测码具有固定的数据长度。
每一个基站11到29通过数据包通信网10发送消息到其它基站或从其它基站接收消息。消息格式如图7所示，例如，图7所示的消息包括包括两部分，分别是消息类型和消息的内容。消息的内容是将通知其它基站的信息，并根据消息类型不同而不同。每一个基站设定基站间的控制到IP数据包IP头的协议域中，添加消息IP数据包到负载中，并通过数据包通信网络10发送该IP数据包到其它基站。
方框图8显示了上面定义的移动通信系统1中的每一个基站11到29和移动站30到32的结构。图8所示的基站包括一个有线接收器40，一个有线发送器41，一个无线发送器42，一个无线接收器43和控制单元44。除了被分配给该基站的无线信道，基站的无线接收器43可以通过被相邻基站使用的无线信道接收信号，和接收从一组移动站发送的不同信号。基站的无线发送器42通过被分配给该基站的无线信道发送不同类型的信号到一组移动站。有线接收器40通过电缆被连接到数据包通信网络10，并接收从其它基站和静态终端站33发来的IP数据包。有线发送器41也通过电缆被连接到数据包通信网络10，并发送IP数据包到其它基站和静态终端站33。控制单元44处理被有线接收器40接收的IP数据包，被有线发送器41发送的IP数据包，由无线接收器43从移动站接收的不同的信号，和由无线发送器42发送到移动站的不同类型的信号。
如图9所示，上面定义的控制单元44包括一个相邻基站管理表用于管理相邻的基站，该表包括控制单元44，一个如图10所示的子基站管理表，一个如图11所示的基站管理表，和如图12所示的接收信号管理表。每一个管理表包括若干记录，每一个记录包括一组域。应注意的是每一个管理表中的记录号码是不同的。每一个相邻基站管理表记录包括两个域，它们是相邻基站的无线信道信息和相邻基站的IP地址。每一个子基站管理表包括记录5个域，它们是一个移动站ID，子基站的号码，参与子基站号码，子基站IP地址列表，和子基站的有效期。此外，每一个父基站管理表记录包括4个域，它们是一个移动站ID，无线信道信息，一个父基站IP地址，父基站的有效期。此外，每一个接收信号管理表记录包括5个域，它们是移动站ID，一个序列号，接收信号的期限，接收信号的号码，和接收信号列表。
在图8中，每一个移动站包括一个无线接收器45，一个无线发送器46和控制单元47。无线接收器45可以通过单一的无线信道接收信号。此外，无线接收器45测量无线信道中的接收信号强度，并接收从基站发送的不同类型的信号。无线发送器46可以通过单一的无线信道发送信号，并发送不同类型的信号到基站。控制单元47规定无线接收器45或无线发送器46使用的信道。此外，控制单元47处理由无线接收器45接收的不同类型的信号和将由无线发送器46发送的不同类型的信号。控制单元47包括如图13所示的无线信道信息管理表和如图14所示的相邻基站接收信号强度管理表。每一个管理表包括若干记录，每一个包括一组域。记录的号码是不同的。
上述的无线信道信息管理表包括若干记录，每一个记录包括2个域，它们是无线信道信息和接收信号强度。每一个在相邻基站接收信号强度管理表中的记录包括两个域，它们是相邻基站无线信道信息和相邻基站无线信道的接收信号强度。
下面将给出当移动站30位于基站19，20和24的无线区边界时，移动站30和基站19，20和24所执行的操作的描述，如图15所示。由于描述原因，数据包通信网络10和每一个基站间的连线在图15中被忽略。发自位于基站呼叫区的移动站30的信号除了被该基站接收外，还被和移动站30相邻的其它基站接收。接收发自单一的移动站信号的多个基站被定义为一个虚拟基站组。虚拟基站组中，基站呼叫区域包括移动站的基站被叫做父基站。此外，属于虚拟基站组但不是父基站的基站被称为子基站。
移动通信系统1中，组成虚拟基站组的基站通过执行图16中显示的步骤被确定。移动站30的控制单元47包括如图3所示的无线信道信息管理表以存储用于移动通信系统1的无线信道信息。具体地说，无线信道信息管理表存储，例如，无线信道信息包括无线信道CH1到CH7信息和移动站30的每一个无线信道CH1到CH7的接收信号强度，如图17所示。无线信道信息包括无线信道频率和在用TDMA方法作为无线信道传输方法时的无线信道时间槽数。另一方面，无线信道信息包括无线信道频率和在用CDMA方法作为无线信道传输方法时无线信道的扩展码号码。
图16中显示的步骤S1中，初始时移动站30被启动。在步骤S2，移动站30依次检测由存储于无线信道信息管理表的无线信道信息确定的无线信道的接收信号强度。具体地说，移动站30的控制单元47传送无线信道信息到无线接收器45同时控制无线接收器45检测无线信道信息确定的无线信道的接收信号强度。随后，无线接收器45检测由无线信道信息确定的每一个无线信道的接收信号强度，并传送检测结果接收信号强度到控制单元47。控制单元47，在收到来自无线接收器45的结果后，根据无线信道信息管理表中的无线信道信息确定的无线信道，记录接收信号强度结果到记录中。
在检测完所有的无线信道信息确定的无线信道的接收信号强度后，控制单元47寻找在无线信道信息管理表中包括最大接收信号强度的记录。例如，通过搜索无线信道信息管理表，控制单元47确定包括无线信道信息CH4和接收信号强度50的记录，如图17。因此，使用无线信道CH4的基站，即，IP地址为9的基站19，根据表被选为移动站30的父基站，如图4。以下基站19被称作父基站19。随后，控制单元47发送包括最大接收信号强度的记录的无线信道信息CH4到线接收器45和无线发送器46。接着，在步骤S3，无线接收器45和无线发送器46切换它们的无线信道到由接收自控制单元47的无线信道信息CH4确定的线信道CH4。
通过执行上面定义的步骤S1到S3，移动站30的变为父基站的基站19包括，例如，如图18所示的在其控制单元44中的相邻基站管理表。在步骤S4，基站19的控制单元44根据相邻基站管理表，建立一个被其它相邻基站使用的包括无线信道信息和接收信号强度阀值的无线信道信息信号。控制单元44然后提供无线信道信息信号到无线发送器42以发送无线信道信息信号。无线信道信息信号的格式如图19A，例如，如图19A所示的无线信道信息信号的格式包括一个移动站ID，一个序列号，一个信号类型，一个接收信号强度阀值。相邻基站的号码，和相邻基站的无线信道信息。此外，图19B显示了发自具有IP地址9的作为移动站30的父基站的基站19的无线信道信息信号的结构。因为无线信道信息信号被通过和基站19相同的信道发送到接收信号的移动站，所以在无线信道信息信号中的移动站ID被设为表示所有移动站的固定移动站ID，即，广播移动站ID。
移动站30的无线接收器45在收到来自父基站19的无线信道信息信号后便发送无线信道信息信号到控制单元47。控制单元47接收来自无线接收器45的无线信道信息信号，并在如图16中显示的步骤S5时，在获得由和父基站19(相邻基站的无线信道信息)相邻的基站使用的来自无线信道信息信号的接收信号强度阀值和关于无线信道的信息后，建立如图14的相邻基站接收信号强度管理表。在步骤S6，移动站30依次检测由包括在相邻基站接收信号强度管理表中的相邻基站的无线信道信息确定的无线信道CH1，CH2，CH3，CH5，CH6和CH7的接收信号强度，并通过联系已测量的接收信号强度和相邻基站无线信道，记录在相邻基站接收信号强度管理表中的每一个无线信道的已测量的接收信号强度。接着，控制移动站30的单元47获得包括如图20所示的数据的相邻基站接收信号强度管理表。
在步骤S7，控制单元47从相邻基站接收信号强度管理表中，选择包含高于接收信号强度阀值的接收信号强度的记录，例如，接收信号强度25。并设定使用由包括在被选的记录中的相邻基站的无线信道信息确定的无线信道的相邻基站为移动站30的子基站。例如，控制单元47从如图20所示的相邻基站接收信号强度管理表中选择无线信道CH2，CH5和CH7，并设定分别的使用无线信道CH2，CH5和CH7的基站15，20和24为移动站30的子基站。因此，父基站19具有IP地址9，并且分别具有IP地址5，10和14的一组子基站15，20和24被确定为组成虚拟基站组的基站。应注意的是每一个移动站的位置在移动通信系统1不同，并且组成虚拟基站组的基站根据每一个移动站的位置不同而不同。换句话说，对于一个移动的站虚拟基站组的基站将不可能成为其它移动站的虚拟基站组的一部分。此外，由于父基站和子基站为每一个移动站确定，一个移动站的父基站可能成为其它移动站的子基站。
参考图21，下面给出关于为组织虚拟基站组所执行的步骤的描述。虚拟基站组包括父基站19，移动站30的子基站15，20和24。如图21所示，为了组织虚拟基站组，移动站30发送一个包含由子基站15，20和24使用的无线信道列表的请求信号，到父基站19。为组织虚拟基站组的请求信号具有如图22A和22B所示的结构。图22A显示了为组织虚拟基站组的请求信号格式。信号如图22A所示的请求信号格式包括移动站ID，序列号，信号类型，子基站的主号码，子基站的无线信道信息。此外，图22B是一个示意图，显示了为组织虚拟基站组的发自移动站30到父基站19的请求信号的结构。
在收到来自移动站30的用于组织虚拟基站组的请求信号后，父基站19检查是否包括在请求信号中的移动站ID也包括在父基站19的子基站管理表中。如果基站19的子基站管理表包括该移动站ID，在步骤S11，父基站19更新子基站号码，参与子基站号码，包括在有相应移动站ID的子基站管理表记录中的子基站的IP地址列表和子基站的有效期。具体地说，父基站19设定子基站号码为包括在请求信号中的子基站号码，和参与子基站号码为″O″。此外，父基站19清除子基站的IP地址列表和子基站的有效期。
另一方面，如果父基站19的子基站管理表没有包括包含在请求信号中的用于组织虚拟基站组的移动站ID，父基站添加新的记录到子基站管理表。具体地说，父基站19设定新记录中的移动站ID为包括在请求信号中的移动站ID，和新记录中的子基站号码为包括在请求信号中的于基站号码。此外，父基站19设定参与子基站号码为″O″。此外，父基站19为子基站的IP地址列表和子基站有效期保留空间。上述的子基站管理表中的根据移动站ID1(移动站30)更新或添加的记录被构造，例如，图23所示。
在步骤S12，父基站19根据包括在请求信号中的子基站的无线信道信息寻找每一个子基站的IP地址以便组织虚拟基站组和存储于父基站19中的相邻基站管理表。随后，父基站19发送请求消息以便依次分配虚拟基站组到基站15的IP地址5，基站20的IP地址10和基站24的IP地址14。请求消息被构建，例如，如图24A和24B所示。图22A显示了为组织虚拟基站组的请求消息的格式。如图22A的格式包括消息类型，父基站的无线信道信息，和移动站ID。此外，图22B显示了为组织虚拟基站组的显示了请求消息，请求消息发自父基站19到子基站15。请求消息包括被父基站19使用的无线信道信息CH4和移动站30的移动站ID1，并作为从父基站19到每一个子基站的IP数据包被发送。
在收到从父基站19的要求参加虚拟基站组的请求消息后，每一个子基站15，20和24根据在自己的父基站管理表中的移动站30(移动站ID 1)更新记录，例如，图25分别的在步骤S13，S16和S19所示的。每一个子基站检查是否包括在请求消息中的移动站ID也包括在子基站的父基站管理表中。如果子基站的父基站管理表中包括根据移动站ID的记录，子基站更新无线信道信息，父基站的IP地址和父基站有效期，它们在记录中被提供。具体地说，子基站设定无线信道信息为父基站19的为组织虚拟基站组的包括在请求消息中的无线信道信息CH4，和父基站IP地址为包含请求消息的IP数据包的发送者的IP地址。此外，子基站设定父基站有效期为通过添加虚拟基站组有效的固定时间到当前时间而获得的时期。应注意的是虚拟基站组的有效期是包括在所有移动站和基站中的预定的时期。
另一方面，如果子基站的父基站管理表中没有包括根据移动站ID的包括在请求消息中的为组织虚拟基站组的记录，子基站添加新的记录到父基站管理表。具体地说，子基站添加包括包括在请求消息中的移动站ID，父基站的无线信道信息CH4的新记录，包括请求消息，父基站相对于虚拟基站组相对于当前时间的有效的固定时期的有效期的IP数据包发送者的IP地址，到父基站管理表中。在添加或更新对应于包括在请求消息中的移动站ID的记录到父基站管理表后，每一个子基站15，20和24开始通过分别在步骤S14，S17和S20由无线信道信息CH4确定的父基站19的无线信道CH4接收信号。
随后，每一个子基站15，20和24发送为组织虚拟基站组的响应消息到父基站19。响应消息的结构如图26A和26B所示。图26A显示了为组织虚拟基站组的响应消息的格式。如图26A的格式包括消息类型，移动站ID和父基站的无线信道信息。图26B显示了从子基站15向父基站19发送的为组织虚拟基站组的响应消息的结构。
在收到来自每一个子基站15，20和24的为加入虚拟基站组的响应消息后，父基站19更新包括在如图23的在步骤S15，S18和S21分别提到的在子基站管理表中的记录中的参与子基站号码，子基站IP地址列表和子基站有效期，包括在响应消息中的移动站ID的相应记录。具体地说，父基站19在父基站19接收到来自子基站15，20和24响应消息时，递增参与子基站的编号，并添加包括响应消息的IP数据包的发送者IP地址到子基站管理表中的子基站地址列表中。此外，父基站19设定子基站相对于通过添加虚拟基站组有效期到当前时间而得的时期有效的时期。接着，父基站19，在接到为参加虚拟基站组的来自每一个子基站15，20和24的响应消息后，在如图27所示的子基站管理表中建立一个记录。
此外，在收到来自父基站19为组织虚拟基站组的发送请求消息的所有子基站15，20和24的响应消息后，父基站19发送为组织虚拟基站组的响应信号到移动站30(IP地址20)。为组织虚拟基站组的响应信号被构造，例如，如图28A和28B所示。图28A显示了包括移动站ID，序列号和信号类型的响应信号格式。图28B显示了父基站19发送到移动站30的响应信号。
移动站30设定虚拟基站组有效期到一个内部定时器，在收到从父基站19来的响应信号后，开始内部定时器。当虚拟基站组有效期超期时，移动站30重发送先前发送的为组织虚拟基站组的请求信号到父基站19，并重新分配虚拟基站组有效期到内部定时器。父基站19不断为每个子基站管理表中的记录检查子基站的有效期，并从子基站管理表中删除包括的子基站的有效期相等于当前时间的记录。此外，每一个子基站15，20和24检查在父基站管理表中的每个记录的父基站有效期，并从父基站管理表中删除父基站的有效期和当前时间相等的记录。
下面给出在移动站30和包括基站19，15，20和24的虚拟基站组间的通信方法的描述。基站19，15，20和24在为移动站30建立虚拟基站组后和移动站30按如图29的步骤进行通信。图29显示了移动站30发送IP数据包到静态终端站33的情况。具体地说，移动站30发送包括目的是静态终端站33的IP数据包的数据包信号。数据包信号如图30和31被构造。图30显示了数据包信号格式。此外，图31数据包信号和移动站ID1被由具有IP地址20的移动站30发送到具有IP地址23的静态终端站33的结构。如图30所示，数据包信号包括移动站ID，序列号，信号类型和IP数据包。由移动站30发送的数据包信号被每一个基站15，20和24接收，此外也发到父基站19。
父基站19通过被分配给父基站19的无线信道，在收到数据包信号后，检查是否相应于包括在数据包信号中的移动站ID的记录存在于子基站管理表中。如果相应的移动站ID记录存在于子基站管理表中，父基站19进一步检查是否包括在数据包信号中的根据移动站ID和序列号的组合的记录存在于父基站19的接收信号管理表中，如图12所示。在接收信号管理表中的记录被如图32构造。如果包括在数据包信号中的根据移动站ID和序列号组合的记录存在于接收信号管理表中，父基站在步骤S31中更新接收信号编号和记录中的接收信号列表。换句话说，父基站19递增接收信号的编码一次，并添加接收数据包信号到接收信号列表。另一方面，如包括在数据包信号中的根据移动站ID和序列号组合的记录不存在于父基站19的接收信号管理表中，父基站19根据移动站ID和序列号的组合添加记录到接收信号管理表，在步骤S31设定记录的每一个域。换句话说，父基站19根据接收信号管理表的移动站ID和序列号存储包括在数据包信号中的移动站ID和序列号到接收信号管理表的新记录域中。此外，父基站19根据接收信号的期限设定接收信号的额外等待时间和当前时间到域，根据接收信号的编号设定值″1″到域，和根据接收信号管理表中的接收信号列表设定接收数据包信号到域。
每一个子基站15，20和24在通过被分配给父基站19的无线信道接收数据包信号后，检查是否相应于包括在数据包信号中移动站ID的记录存在于父基站管理表中，如图11所示。如果相应于该移动编码的记录存在于父基站管理表中，每一个子基站15，20和24在父基站管理表中寻找父基站19的IP地址9，并建立携带信息的接收信号。随后，每一个子基站15，20和24发送携带信息的接收信号到父基站19。携带信息的接收信号构造如图33A and 33B所示。图33A显示了携带信息的接收信号格式。如图33A所示的格式包括消息类型，移动站ID，序列号和接收信号。图33B显示了发自子基站15(IP地址5)到父基站19(IP地址9)的携带信息的接收信号结构。另一方面，如果包括在数据包信号中的相应于该移动站ID的记录不存在于父基站管理表，每一个子基站15，20和24丢弃数据包信号。
每次父基站19接收来自子基站15，20和24的携带信息的接收信号时，父基站19检查是否相应于包括在携带信息的接收信号中的该移动站ID的记录存在于子基站管理表中。如果相应于包括在携带信息的接收信号中的该移动站ID的记录不存在于子基站管理表，父基站19丢弃从子基站15，20和24接收的携带信息的接收信号。另一方面，如果相应于包括在携带信息的接收信号中的该移动站ID的记录存在于子基站管理表，父基站19进一步检查是否相应于包括在携带信息的接收信号中的移动站ID和序列号组合的记录存在于接收信号管理表。如果相应于包括在携带信息的接收信号中的移动站ID和序列号组合的记录存在于接收信号管理表，父基站19在步骤S32，S33和S34更新在记录中的接收信号编号和接收信号列表。具体地说，父基站19递增接收信号编号一次，并添加包括在携带信息的接收信号中的数据包信号到接收信号列表。如果相应于包括在携带信息的接收信号中的移动站ID和序列号组合的记录不存在于接收信号管理表，父基站19在步骤S32，S33和S34添加新的记录到接收信号管理表。换句话说，父基站19存储包括在携带信息的接收信号中的移动站ID和序列号到接收信号管理表中相应于该移动站ID和序列号的新记录域中。此外，父基站19根据该接收信号期限设定接收信号附加等待时间和当前时间到域，根据该接收信号的编号设定值″1″到域，并根据在接收信号管理表中的该接收信号列表设定包括在携带信息的接收信号中的数据包信号到域。应注意的是上述的接收信号等待时间是预定值。
如上述，父基站19在收到直接来自移动站30的数据包信号和来自子基站15，20和24的数据包信号后，在接收信号管理表中更新或建立记录。随后，父基站19比较包括在子基站管理表中的参与子基站号码和在接收信号管理表中的相应于包括在携带信息的接收信号中的移动站ID和序列号组合的记录中的接收信号编码。如果参与子基站号码和接收信号编码相同，父基站19在步骤S35组合存储于接收信号管理表的接收信号列表的相应于包括在携带信息的接收信号中的移动站ID和序列号组合的记录中的数据包信号。父基站19从直接接收自移动站30的数据包信号和发自子基站15。20和24的每一个数据包信号中查找无误代码块，如图34所示。如发自移动站30到静态终端站33的源数据包信号可以从代码块中无误重建，父基站19删除包含数据包信号的记录，并如图30和31从重建的原始数据包信号中获取IP数据包。随后，父基站19发送IP数据包到数据包通信网络10。如果原始数据包信号无法被重建，父基站19删除包括数据包信号的记录，但不发送IP数据包。
为每一个移动站组织的虚拟基站组被取消，如下所述。在虚拟基站组中的父基站不断为在父基站的子基站管理表中的每个记录检查子基站有效期，并从子基站管理表中删除相等于当前时间包括的时期的记录。此外，在虚拟基站组中的每一个子基站不断为每个子基站的父基站管理表中的记录检查父基站的有效期，并从父基站管理表中删除包括的时期等于到当前时间的记录。因此，父基站和子基站关系被取消。换句话说，虚拟基站组将被自动取消，除非移动站发送用于组织虚拟基站组的请求信号到父基站。
虚拟基站组用以下步骤组织。移动站在父基站收到用于组织虚拟基站组的响应信号后设定虚拟基站组的有效期到内部定时器，并启动内部定时器。当内部定时器计数到期时，移动站重发用于组织虚拟基站组的请求信号到父基站，并从新分配时期到内部定时器。通过从移动站接收请求信号，父基站发送为组织虚拟基站组的请求消息到每一个子基站。因此，用于组织虚拟基站组的处理在父基站和每一个子基站被进行。接着，虚拟基站组被继续组织。
此外，在移动时移动站检测每一个无线信道的接收信号强度，并根据接收信号强度高于接收信号强度阀值的无线信道选择基站作为移动站的虚拟基站组的一部分，如图16所示。每次移动站选择这样一个基站作为虚拟基站组一部分时，移动站发送用于组织虚拟基站组的请求信号到在包括在虚拟基站组的基站中具有最高接收信号强度的父基站，由此组织虚拟基站组，如图21。接着，每一个无线信道的接收信号强度随移动站移动变化，于是组成虚拟基站组的基站根据无线信道的接收信号强度改变而改变。例如，当移动站从如图35的位置移到如图36的位置时，组成移动站的虚拟基站组基站随移动站移动变化。
发送来自移动站30的到静态终端站33的数据包信号，即向上信号的方法已被描述。另一方面，从静态终端站33到移动站30发送数据包信号，即向下信号的方法，将根据根据图37被描述。图37显示了当移动站30的包括基站19作为父基站和基站15，20和24作为子基站的虚拟基站组时的情况。静态终端站33发送包括静态终端站33 IP地址23作为源IP地址和移动站30IP地址20作为目的IP地址的数据包信号到数据包通信网络10。数据包通信网络10管理移动站和在移动通信系统1的每一个基站间的关系，并发送数从静态终端站33接收的据包信号到基站19，基站19是移动站30的虚拟基站组的父基站。
在通过数据包通信网络10，从静态终端站33收到数据包信号后，父基站19通过被分配给到父基站19的无线信道发送数据包信号到移动站30。此外，父基站19拷贝发自静态终端站33的数据包信号。并依次发送数据包信号到子基站15 20和24通过数据包通信网络10。每一个子基站15，20和24从父基站19接收拷贝的数据包信号，确认拷贝数据包信号的是目的移动站30，并通过被分配的无线信道发送拷贝的数据包信号到移动站30。
移动站30通过检查包括在每一个接收的数据包信号的源IP地址，目的IP地址，序列号等确定是否从每一个组成虚拟基站组的基站19，15，20和24接收的数据包信号是发自静态终端站33到移动站30的数据包信号。如果移动站30确定每一个接收的数据包信号是发自静态终端站33到移动站30的数据包信号，移动站30用上面定义的如图34的步骤组合接收自基站19，15，20和24的数据包信号。因此，移动站30将组合的数据包信号作为发自静态终端站33的数据包信号处理。
在上面定义的相应于本发明的移动通信系统中，包括多个基站的虚拟基站组的组建和取消根据正移动的移动站位置不断改变虚拟基站组的组件，如图35和36所示。换句话说，属于虚拟基站组的多个基站随移动站的移动动态改变。在组建和取消虚拟基站组的的过程中，组成虚拟基站组的多个基站同时接收发自移动站的数据包信号。然后，父基站组合基站接收的数据包信号。父基站再通过数据包通信网络发送组合好的数据包信号到其它终端站，如为静态终端站，其它在移动通信系统的移动站，和其它移动通信系统中的移动站。另一方面，发自其它终端站的目的是该移动站的数据包信号被送到包括在该移动站的虚拟基站组中的父基站。然后，父基站拷贝数据包信号，并发送拷贝的数据包信号到组成虚拟基站组的每一个子基站。此外，父基站发送数据包信号到移动站。每一个子基站依次发送拷贝的数据包信号到移动站。移动站从父基站和每一个子基站接收数据包信号，并组合数据包信号以获得发自静态终端站的无误的原始数据包信号。
由于发自移动站的数据包信号被组成虚拟基站组的多个基站同时接收，并被通过组合基站接收的数据包信号发送到目的终端站，发送到目的终端站的数据包信号的错误率减少。此外，对于目的是该移动站的发自组成虚拟基站组的多个基站的数据包信号，移动站获得的数据包错误率也下降了。
此外，移动站和组成虚拟基站组的多个基站间的通信过程被在虚拟基站组中定义的父基站进行，这样过程根据每一个移动站被分配到虚拟基站组的父基站，即使移动站数量在通信服务区增加。因此，移动站和多个基站间的通信过程并不集中于某个通信节点。
此外，由于每一个基站通过数据包通信网络被对等的相连，移动站和多个基站间的通信可以被稳定的维持。此外，当采用CDMA方法到移动通信系统时，多个基站可以通过单一的无线信道同时接收数据包信号(扩展码)。因此，无线信道，作为有限资源，根据本发明被有效利用。此外，当通过数据包通信网络被对等相连的任何一个基站被破坏时，虚拟基站组可以被不依靠该损坏基站组织。因此，移动通信系统的系统容错率增加。
被连接到数据包通信网络的移动站和静态终端站间通信的方法已经被描述。但是，在移动通信系统中移动站间的通信也可以被用使用发送向上信号和向下信号的方法被实行。此外，组合数据包信号的方法并不局限到如图34的方法。例如，组合数据包信号的方法可以是被人熟知的通过软件确定信息用最大率组合数据包信号的方法。此外，在上面定义的实施例中，组成虚拟基站组的基站基于每一个基站的无线信道接收信号强度被确定。但，确定包括在虚拟基站组的基站的方法也不局限于此方法。例如，基于表示移动站和每一个基站间的无线传输路径的信息，具有更好的到移动站的无线传输路径的基站也可以被选作为虚拟基站组的一部分。无线传输路径的状况可以是移动站和每一个基站的距离(无线传输路径长度)，无线传输路径上信号阻碍情况，无线电波的延迟状况，或是信号被被其它通信节点的无线电波干扰状况。这些状况可以被看作为接收信号强度，信号错误率，或是干扰无线波的接收信号强度。
上述描述被提供以便使精于此技术的人使用发明并实现本发明的发明者想出的发明的最好的模型。
本发明并不局限于所公布的具体实施例，在不背离发明的范围和主旨的前提下，可以被作出一些改型。
本发明基于日本授权第11-375795号应用，1999年12月28日存档，其全部内容在此被参考。
权利要求
1.一种移动通信系统，其特征在于，第一控制单元确定通往移动站的无线传输路径的状况好于预定状况的基站作为虚拟基站组的一部分。
2.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，在属于由所述第一控制单元所确定的所述虚拟基站组的所述多个基站中无线传输路径状况最好的基站被选为是一个父基站，第二控制单元在所述父基站处组合发自所述移动站然后由属于所述虚拟基站组的多个基站接收的信息。
3.根据权利要求2所述的移动通信系统，其特征在于，还包括一个接收机，用于在所述移动站测量每个基站所使用的无线信道的接收信号强度作为无线传输路径状况，其中所述的第一控制单元确定其无线信道接收信号强度高于一个预定的接收信号强度的基站作为所述虚拟基站组的一部分。
4.根据权利要求3所述的移动通信系统，其特征在于，在属于所述虚拟基站组的多个基站中其无线信道接收信号强度是最好的基站被选为是一个父基站，其中所述的第二控制单元在所述的父基站处组合发自所述移动站然后由属于所述虚拟基站组的多个基站接收的信息。
5.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，还包括所述的第二控制单元，在一个固定时段之后，取消作为所述虚拟基站组一部分的每个基站之间的联系。
6.根据权利要求5所述的移动通信系统，其特征在于，所述基站的所述第二控制单元与所述的虚拟基站组的其它基站的控制单元相结合地操作，以便在所述虚拟基站组建立后的一个固定时段经过时，所述移动通信系统通过终止管理属于所述虚拟基站组的所述多个基站取消属于所述虚拟基站组的一部分的每个基站的联系。
7.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，所述的第二控制单元，在虚拟基站组中所包含的所述基站处拷贝从第二个移动站传送到所述移动站的原始信息，并在所述基站接收原始信息时通过网络从所述基站向包括在所述虚拟基站组的其它基站发送拷贝的信息，其中所述的基站和所述的其它基站分别将所述的原始信息和拷贝信息发送到所述移动站。
全文摘要
一个移动通信系统(1)，包括放置在通信服务域内和网络相连的多个基站(11－29)，在该系统中移动站(30)通过多个基站和网络与第二站进行通信。基于移动站(30)和每个基站(11－29)之间的无线传输路径的状况，该移动通信系统(1)确定一个虚拟基站组，即基站组与移动站通信的集合，并在包括在虚拟基站组中的一个基站上组合属于虚拟基站组的多个基站(15，19，20，24)接收的信息，其特征在于网络(10)不分层次的与一组基站(11－29)相连接，基站通过网络(10)将组合信息传输给第二站。
文档编号H04Q7/28GK1684532SQ200510065228
公开日2005年10月19日 申请日期2000年12月28日 优先权日1999年12月28日
发明者冈岛一郎, 梅田成视, 铃木芳文, 山尾泰 申请人:株式会社Ntt杜可莫