专利名称:将通信连接转接到另一信道(切换)的方法
技术领域：
本发明涉及在数字蜂窝式移动无线系统中将通信连接转接到另一信道(切换)的方法和移动无线系统，在其中切换的时间点通过决策算法确定。切换到新的信道其中可以-粗略概括-在两个无线系统或者在一个无线系统内的频带之间(外部的切换)，在蜂窝式网络内的两个无线小区之间(小区之间的切换)或者在一个无线小区内(小区内的切换)进行。每种切换情况还可以包括不同的切换方式。
背景技术：
当移动通信开始时是由很多各种不兼容的系统和移动通信网络为特征的，将这些常常设计成国家特定的和制造商特定的。从这种现状出发当过渡到语音和信令的完全数字化传输时已经开始定义欧洲范围的标准，其中一方面应该对DECT(数字欧洲无绳电话)和GSM(全球移动通信系统)以及另外一方面UMTS(通用移动通信业务)进一步进行详细比较。
原则上在已知系统中将准备传输的数据分成为单元，依次传输的所谓的语音帧或者数据帧。为了提高数据通过能力和数据安全性(例如交织)在各个标准中定义了这些帧的大小和因此定义了包括在其中的数据量以及在帧内的数据处理。
DECT标准用于支持私人的准静态通信业务和由于其特性被称为无绳的ISDN。通过其无缝的信道切换(无缝的切换)DECT特别好地适用于密集通信。在DECT系统中的无缝切换原则上是建立在以下基础上的，使用32kbit/s ADPCM(匹配的Delta脉冲编码调制)语音编解码器，这个连续地提供数据。在ADPCM语音编解码器上的语音帧对应于一个扫描值周期的语音。例如当扫描率为8kHz时，因此对应于周期为125μs的一个帧。此外将被编码的语音帧不经过多个时隙交织地(交织)进行传输。
GSM是第一个数字蜂窝的移动无线标准，这个标准具有国际漫游和ISDN能力，可提供跨国家的移动性、高的数据可靠性切换大的数据多样性。已经存在的标准进一步发展导致进入欧洲通用移动无线标准UMTS。在未来的UMTS标准中建议了两种模式，即FDD(频分双工)模式和TDD(时分双工)模式。在FDD模式中传输信道是通过自由度频率和扩展码为特征的。在这里涉及一个CDMA系统(码分多址)。CDMA的原理在于，不只通过不同的频率，而且还通过代码的序列来区别移动无线用户。在TDD模式中传输信道是通过自由度频率、时隙和扩展码决定的。人们在UMTS中将TDD模式称为TD/CDMA系统。
在GSM标准中或者也在UMTS系统中使用语音多媒体数字信号编解码器，这个分别处理具有固定长度为20ms的语音帧或者数据帧。将这些帧用GSM标准或者也用UMTS系统的TDD模式用TDMA(时分多址)方法进行传输，在其中将分配在多个时隙上的语音帧或者数据帧进行传输，这些时隙是通过载波频率细分在多个移动站上产生的。当时隙周期为10ms时，在TDD模式中将语音帧或者数据帧用两个连续的TDMA帧进行传输。在TDD模式中将16时隙安排在一个TDMA帧中。为了一方面可以将移动无线信道上的偶然比特误差(随机误差)和另外一方面可以将移动无线信道上的脉冲串类型的干扰(脉冲串误差)进行修正，为了保护准备传输的数据将冗余补充进去来抗干扰。附加地将数据交织地(交织)在两个码组中传输，以便达到继续改善抗干扰-例如衰落-的目的。当交织时将数据不用同样的顺序进行传输，而是建立新的时间分类，这当然在接收方又被恢复回来。
在FDD模式(CDMA)时将数据也用交织的码组进行传输。
整个管辖区域的蜂窝结构提出要求，通过移动站的无缝信道切换(无缝切换)从目前的管辖区域然后将连接建立在另一个管辖区域，如果这个管辖区域允许比较好的传输质量时。切换是时间非常敏感的过程，因为必须保证正在进行中的连接的连续性。切换对蜂窝网络的容量和功能特性有重要的影响并且是由三个阶段组成的测量、准备进行切换、转接到目标基站。连续测量的目的是，识别切换的必要性。切换算法进行决策，是否和什麽时间要求传输信道进行切换或者是有意义的，这与各种判据有关如接收功率，比特误差率，信噪比和与目前的基站的距离。
如果切换算法决策切换时，在网络中进行必要的准备，特别是将固定网络连接从移动切换站接通到新的基站上和选定新的适合的传输信道。将涉及到用户管理或者移动管理的其他工作可以补充进来，在第三个阶段之前不考虑传输数据的交织进行最终的信道转接。
发明内容
本发明的目的在于，改进所述信道的切换。
本发明的目的是通过以下方法和移动无线系统来实现。
根据本发明的由网络和移动站构成的数字蜂窝移动无线系统内或者之间将通信连接切换到另一信道的方法，在其中将准备传输的语音帧或者数据帧的数据分成为同样长度的码组并进行交织，并且，此时信道切换的时间点是由一个决策算法决定的，其特征在于，在完整的语音帧或者数据帧传输之后才进行信道切换。
本发明也包括基于上述方法的有益的扩展。
另外，根据本发明的由一个网络和移动站构成的数字蜂窝移动无线系统，具有将通信连接切换到另一信道的装置，这个装置涉及信道切换的时间点使用一种决策算法，在其中只有当一个完整的语音帧或者数据帧传输之后才进行信道切换，并且在其中将准备传输的语音帧或者数据帧的数据分成为同样长度的码组并进行交织。
据此，按照本发明，只有在完整的语音帧或者数据帧传输之后，在考虑交织深度情况下才进行信道切换(切换)，从而可靠地避免了在现实使用的切换方法中的上述数据损失。关于信道切换不仅理解为一个蜂窝网络小区内的切换或者两个小区之间的切换，而且还理解为从一个系统到另一系统的切换，例如从UMTS-TDD到UMTS-FDD或者到GSM或者内部从一个频率到另一频率的切换。
本申请的发明人认识到，在上述公知的算法中存在的可能性是，在老的传输信道上没有接收完整的语音帧和在新的传输信道上只接收了第一个语音帧的一部分，例如在UMTS TDD模式中只接收语音帧的第二码组。因此在最不利情况下由于交织对于两个语音帧产生比特误差率为50％，这决定了就是通过插入冗余本身也不可能修正。因此两个连续的语音帧是不可以使用的，致使语音通信质量下降，因为至少缺少40ms语音。这个损失是明显可以感觉到的。
当用数据包模式传输数据包时或者当用高的交织深度传输数据时出现同样的问题。如果由于切换没有将本身封闭的数据包完整地进行传输，同将丢失重要的包括在其中的比较大的文件信息。
最终由一个装置确定信道切换的时间点，这个装置是实现在网络和/或在移动站上的。这个确定是附加地在知道传输数据交织基础上进行的。
在TDMA系统当数据传输时(语音，传真，调制解调)只有将具有TDMA帧号码的TDMA帧传输之后才进行切换，TDMA帧号码满足以下条件(TDMA帧号码-开始TDMA帧号码+1)模数交织深度＝0。
在语音连接时这意味着，将语音帧的第一码组用奇数的TDMA帧和将语音帧的第二码组用偶数的TDMA帧传输和因此只有当偶数的TDMA帧传输之后才进行切换。
但是也可能将n(n＝整，偶数)时隙上的语音帧传输时，将语音帧的第一个数据码组用偶数的TDMA帧传输和将语音帧的第二个数据块用奇数的TDMA帧传输和因此切换只在传输奇数的TDMA帧之后进行。
对于切换的需考虑的交织深度可以在有益的扩展结构中用标记进行标志，其中示范性地可以将一个适当的标记分配给每项业务(语音业务，数据业务)。移动站经过普通数据传输的管理信道(CCH(Dm))，专门经过逻辑信道广播控制信道(BCCH)，通信业务信道(TCH)联合的公用控制信道(CCCH)或者通过在专门的控制信道(DCCH)上的带内信令得到这些信息。
本方法也可以在模拟应用中使用于传输数据包(数据包数据)，如果数据包数据单元(PDU)或者本身封闭的数据包完全被传输后才进行切换。
借助于一个实施例详细叙述本发明及其优点。有关附图表示在图1在数字移动无线系统中的语音传输的层模型，
图2按照图1层模型的一部分当按照现有技术切换时传输的数值举例和图3按照图1层模型的一部分当按照本发明切换时传输的数值举例。
具体实施方式
在图1上表示的在数字移动无线网络上语音传输的示意的层模型表示了从语音输入到重又给出的各个处理步骤。首先将语音1在2上数字化，在3上进行信道编码，在4上进行交织，在5上进行脉冲串格式化，在6上进行编码和在7上将二进制数据调制成载波信号。将数据经过无线接口传输给接收机之后，在8上进行解调，在9上对数据进行解码，在10上从5上的脉冲串信息进行处理，在11上将交织的数据分类成正确的输出顺序，在12上进行信道解码和最后在13上将数字信号转换为被传输的语音信息14。
图2示范性地表示了一个语音帧15，如在信道编码之后在3上出现的。将语音帧15借助于交织矩阵16，此交织矩阵是通过将语音帧15逐行写入构成的，如此分成为两个TDMA帧17，使得或许将比特误差分散开和因此提高了误差修正的可能性。假设将从17中的第一个TDMA帧传输之后已经进行切换，则缺少第二个TDMA帧，当在接收方18再建交织矩阵时在进行切换的位置上开始产生数据损失，这些数据损失在被接收的语音帧19上是不可能修正的。因此这个语音帧是不可以使用的，在语音帧内包括的信息丢失了。这当然也适合于只传输第二个TDMA帧的情况。
按照图3始终在整个语音帧传输之后进行切换，在举例中即在传输两个TDMA帧17之后，这样在图2上表示的数据损失不再可能出现和被接收的语音帧18完整地包括了该数据。因为语音帧始终有一个确定的长度，和因此例如当8kbit/s语音和周期为20ms时始终形成一个净数据率为160比特，因此很容易数出语音帧的末端。
以同样的方式这适合于完整的数据包或者数据段的末端，将这些始终用确定的大小进行传输，例如当数据包时为800比特。大小本身当然可以依赖于数据包业务的数据率进行变化。
本发明也可以很好地使用在CDMA系统的FDD模式上，在其中将数据同样用交织的码组进行传输。有意义的是只有当得到完整的语音帧或者数据帧之后才进行切换而不是已经在语音帧或者数据帧内进行切换。
权利要求
1.由网络和移动站构成的数字蜂窝移动无线系统内或者之间将通信连接切换到另一信道的方法，在其中将准备传输的语音帧或者数据帧的数据分成为同样长度的码组并进行交织，并且，此时信道切换的时间点是由一个决策算法决定的，其特征在于，在完整的语音帧或者数据帧传输之后才进行信道切换。
2.按照权利要求
1的方法，其特征在于，在考虑交织深度情况下进行信道切换。
3.按照权利要求
1的方法，其特征在于，信道切换的时间点是由网络在知道传输数据的交叉的基础上确定的。
4.按照权利要求
1的方法，其特征在于，信道切换的时间点是由移动站在知道传输数据的交织的基础上确定的。
5.按照权利要求
1的方法，其特征在于，在TDMA系统上当数据传输时，在具有TDMA帧号码的TDMA帧传输之后才进行信道切换，这满足于以下条件(TDMA帧号码-开始的TDMA帧号码+1)模数交织深度＝0。
6.按照权利要求
1的方法，其特征在于，当语音连接时，将语音帧的第一个数据块用奇数的TDMA帧和将语音帧的第二个数据块用偶数的TDMA帧进行传输，和因此只在偶数的TDMA帧传输之后进行切换。
7.按照权利要求
1的方法，其特征在于，当经n个时隙的语音帧或者数据帧传输时，将语音帧的第一块在偶数的TDMA-帧和将语音帧或者数据帧的第二块在奇数的TDMA帧进行传输和因此只在传输奇数的TDMA帧之后才进行切换，其中n是整数并且是偶数。
8.按照权利要求
2的方法，其特征在于，切换时准备考虑的交织深度是用一个标记标志的。
9.按照权利要求
8的方法，其特征在于，为每一项语音业务和数据业务设置说明准备考虑的交织深度的一个标记。
10.按照权利要求
1的方法，其特征在于，在CDMA系统上当数据传输时只有在完整的语音帧或者数据帧传输之后才进行切换。
11.由一个网络和移动站构成的数字蜂窝移动无线系统，具有将通信连接切换到另一信道的装置，这个装置涉及信道切换的时间点使用一种决策算法，在其中只有当一个完整的语音帧或者数据帧传输之后才进行信道切换，并且在其中将准备传输的语音帧或者数据帧的数据分成为同样长度的码组并进行交织。
专利摘要
按照本发明，在数字蜂窝移动无线系统内或者之间，将通信连接转接到另一信道(切换)的方法中，只有当完整的语音帧或者数据帧或者完整的块(PDU)或者本身封闭的数据包传输之后才进行信道交换(切换)。
文档编号H04W28/04GKCN1135889SQ00802800
公开日2004年1月21日 申请日期2000年1月10日
发明者E·舒尔茨, J·欣德勒, E 舒尔茨, 吕 申请人:西门子公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan