一种用非连续控制信道传输安排对基站的监测的方法

专利名称：一种用非连续控制信道传输安排对基站的监测的方法
技术领域：
本发明有关一种用于监测GSM中BCCH载波的方法，特别是有关用GSM中的非连续BCCH载波安排监测的方法。
在近几年，移动电信系统已日益引人注意，同时可以广泛使用。而且，在不久的将来，对这种系统和与之相关的附加业务的期望可望继续增加。
最普及且现在常用的移动电信系统之一是所谓的GSM系统(“GroupeSpeeial Mobile(移动通信特别研究组)”)，它同时已经成为欧洲国家的一个公用标准。
通常，在诸如GSM系统的一个移动电信系统中，一个移动电台MS，不论处于一个待机状态或使用状态，都必须连续地与一个基地收发信机站BTS或基站BS分别通信，以便在任何时刻都能提供建立一个无线电链路的可能性，即，始发或接收一个呼叫。
对于这样一个移动电台MS或基站BS之间的通信，要获取发送和评估有关所谓的无线链路控制过程的信息，以及控制过程(例如所用发射机的电源控制(PC)和移动电台MS从当前相关基站MS向相邻基站的切换)所需要的数据。上述这些关于无线电链路控制过程执行的控制过程，由一个基站的所谓基站控制器BSC管理并执行。
为此，按GSM标准，要求移动电台MS监测多达32个相邻基站BS的接收功率电平并发送六个最强相邻基站的接收功率电平及向当前被分配的基站BS发送相应信号质量。
在一个信令信道和/或与各移动电台MS相关的业务信道上，为移动电台MS的每个无线电链路，即，为移动电台和它当前分配到的一个基站及相邻基站间的每条无线电链路，执行这些无线电接口上的测量。
至于遵照GSM的传输系统，要将不同种类的逻辑信道区分开，即，区别所谓的业务信道(TCH)和信令信道(也被称为控制信道(CCH))。
业务信道(TCHs)被用于传送语音或数据。业务信道对语音传输的数据速率是13kbit/s(全速率信道)或6.5kbit/s(半速率信道)，对数据传输的数据速率在2.4kbit/s和9.6kbit/s之间(全速率)或高达4.8kbit/s(半速率)。
控制信道(CCHs)被用于传送建立和/或保持移动电台MS和基站BS之间的无线链路所需要的控制信号。控制信道又分为不同的类型，例如，-广播信道(BCH)；-公用控制信道(CCCH)和；-专用控制信道(DCCH)。
广播信道BCH在一个所谓的下行线路中从一个基站BS指向一个移动电台MS。在一个广播信道BCH内，可被区分为-一个频率校正信道(FCCH)，用于MS和BS的频率同步，-一个同步信道(SCH)，用于随后执行关于BS的一个MS位同步(即帧同步)，和-一个广播控制信道(BCCH)，用于传送移动电台MS同基站BS通信所需要的基本信道。在已执行了所有同步之后，MS可以估计通信所必须的所有已接收BCCH信息。
公用控制信道(BCCH)用于无线链路的建立，包括下行链路方向的一个寻呼信道(PCH)和一个接入授权信道(AGCH)，和上行链路方向的一个随机接入信道。
专用控制信道包括一个独立专用控制信道(SDCCH)和一个关联控制信道(ACCH)，后者包括快关联控制信道(FACCH)和慢关联控制信道(SACCH)，分别伴有一个业务信道TCH，并用于有关一个TCH的分配，或用于转接(FACCH)，或用于测量结果的传输(SAACH)。
以上简要描述的每个信道，都是分别与GSM无线频率波段的物理信道相映射的逻辑信道，GSM无线频率波段被划分为一个BS到MS通信的下行链路频率波段和MS到BS通信的一个上行链路频率波段。
关于各(物理)信道上使用的数据传输方法，由于一个移动电台MS只使用部分时间发送/接收信息并利用剩余时间执行以上大概描述的测量，所以，分配到那里的一个信道(载波)并非由移动电台MS连续用于通信。
于是，通过将TDMA方法(时分多址)用于各物理信道上的数据传输，在(第一个)移动电台执行测量期间，一个(物理)信道或载波可以被其它电台用于数据传输。
于是，一个移动电台分别地，断续地使用一个物理信道或载波，且基站可以使用一个单个载波；连续地同几个移动电台进行通信。换句话说，一个BS可以在频率跳动时利用多个载波同几个移动电台通信。
为更详细地阐明这一点，在采用TDMA方法的移动通信系统中，一个时分通信分别以连续的所谓的TDMA帧方式，发生在各信道或载波频率上。一个单独的TDMA帧由几个具有预定时间长度的所谓的时隙TS构成，在该预定时间段内，发送被称为一个脉冲串的不同的信息内容。特别是，按GSM标准，一个时隙TS的时间长度是5769μs，八个连续时隙构成一个时间长度为4615ms的TDMA帧。进一步，每个由八时隙TS构成的TDMA帧被分组形成包含51个TDMA帧的多个帧(在控制信道CCH中)和包含26个TDMA帧的多个帧(在传输信道TCH中)。
在附

图1中概略说明了以上所述的该分层体系的总的概念。
在帧的各个时隙TS内，信息是以上面提到的所谓脉冲来传送的。定义了5种不同种类的脉冲，称为-正常突发NB；-频率校正突发FB；-同步突发SB；-无效突发DB和-接入突发AB。
FB，SB和AB突发分别是在建立一个无线电链路时被发送的突发。在一个链路被建立起来之后，利用正常突发执行另外的通信和信息交换。当在BCCH载波(所谓的信标载波)的所有时隙都不执行传输时，发送空无效突发。
这样，一个物理信道或载波，分别支持最小数量至少为8的逻辑信道(一个时隙对应一个逻辑信道，或在上述半速传输中对应16个逻辑信道)。换句话说，一个单个载波支持一对连接，即同时支持8个连接，一个用于BCCH，其余用于TCHs。
在各广播控制信道BCCH上，发送有关基站的一般信息，且移动电台必须测量邻近基站的BCCH载波的接收功率并将邻近网络的BCCH信号解码。
最后，按GSM规范，BCCH信道位于其上的载波必须以恒定功率和标准频率被同时发送。特别是，BCCH载波(其上发送BCCH信道)必须被在所有时隙内发送，因为其上有对MS相邻网络的接收信号电平的测量。
如以上所述，在当前BTS中，信道的最小数量是8，第一信道用于BCCH，其余用于TCHs。
不过，在不同方案中，要求GSM BTS同时支持小于8个的连接，例如，在诸如Home Base Station of office BTS之类的方案中，当前可用的同时8个连接的容量超过了需要，这样，就是一个非最佳方案。对于这些方案，一个最佳的解决方法是只有一个或两个传输信道TCHs。于是，只要求使用被用于传输的载波和/或信道中所提供的八个时隙中的两个时隙TS。
特别是，这些所谓的双时隙BTSs被定义为不能在所有时隙，而只能在八个中的两个或三个时隙被发送，这就违背了GSM规范中关于BTS在信标载波(在其上发送BCCH的BCCH载波)的所有时隙发送的要求。不能在信标载波的所有时隙内发送的原因是一个经济原因，因为生成一个缩减发送容量的BTS要便宜得多。换句话说，如果容量如此之低，以致于在BTS中只需要一个TCH，则只需用一个限定容量硬件，在八个时隙中的三个上进行发送，以产生一个低的消耗这是一个很经济的方法。
于是，可以以一种节省费用方式，从一个移动电台MS中导出那些双时隙BTSs。以便明显减少BTS的费用。
不过，如果只使用有八个时隙的TDMA帧中的一个或两个时隙，则在信标载波(BCCH位于其上的载波)中将不再是连续传输。
一般，移动电台MS有时间在26帧复帧中的所有时隙TS内监测一次，换句话说，当可以监控MS正常收听时，各BTS或BS不进行发送。即，如果在移动电台保留下来进行对相邻网络的监测的指定时隙TS(即在传输时隙之后两个时隙的时隙TS)内，BTS不发送，则移动电台MS无法从BTS以正常方式测量所接收信号强度，而是必须等到26帧复帧中的第26帧。
不过，该速率对实际应用来说太低了。在0.72秒中，移动电台的所有六个相邻基站BS只能被监测一次。
本发明的一个目的是开发一个系统，其中，移动电台可以在每帧，或每帧中的一次，即每4.615ms一次，监测一个相邻基站BS，即使该基站在信标载波上不进行连续发送。
上述目的是由按这样一种方法操作的系统来达到由至少一个移动电台(MS)用非连续信标载波监测至少一个基站，其中，从所述至少一个基站向所述至少一个移动电台间断地发送控制信号，在所述至少一个基站和所述至少一个移动电台之间发送业务信息，所述至少一个基站使用一个TDMA帧中的n(n是一个小于8的整数)个时隙，和所述至少一个基站被所述至少一个移动台在一个TDMA帧的预定时隙内监视，而在该TDMA帧内至少一个基站发送消息。
确切地说，由于BS传输的同步性，使得系统中的所有移动电台同一时间，即，在BS的传输时刻，进行监测，因此本发明提供一个系统，其中，移动电台可以以满足实用目的的速率在每帧中监测相邻基站。
因此，可以得到一个所谓的双时隙BTSs的效能价格合算的BTS系统，其中，可以以足够用于实用目的的高的速率，令人满意地做到对相邻基站的监测，且它可被用于归属基站领域。
另外，由于BS并非在所有时隙内进行发送和/或接收，所以BS在移动电台MS进行监测时，有时间发送一个附加突发(即无效突发)。于是，在BS中不需要另外或特定的硬件，来执行如本发明的控制方法。
以下，将借助于附图对本发明进行更详细的说明，其中图1举例说明了按常规GSM规范，GSM频率波段的载波频率上的时隙TS，TDMS帧和复帧的分层结构；图2示意地说明了与各个小区中的基站BS相关的一个移动电台MS，以及周围小区的相邻基站；图3举例说明了一个TDMA帧中来自基站的信号传输的时序图，说明采用GSM标准的一个方案；图4举例说明了按照本发明第一个实施例的新颖方案的有关移动电台MS与基站传送、接收和监测的定时时序图；图5示出了按本发明第二实施例的新颖的方案的移动电台MS与基站传输、接收和监测的定时的时序图。
以下，将参照附图具体描述本发明最佳实施例。
按图2，在一个只是为了解释本发明的特定安排中，假定至少一个移动电台MS0在小区C0中的基站BS0的范围内并/或被分配给小区C0中的基站BS0。在与小区C0相邻的其它小区C1到C6中，提供有各基站BS1到BS6，以便同所述移动电台MS0建立通信，对于各移动电台MS0，当它在小区内和/或在小区间移动时，可对其进行转接处理。
每个基站BS0到BS6都向移动电台传送广播控制信道BCCH，以便移动电台MS0能执行必要的测量并接收所需信息，例如，判断转接的必要性的信息。移动电台MS的测量结果被传送给基站并进一步被传送给控制无线链路处理(例如，转接H0)的基站控制器BSC。
按照以前参照图1描述的TDMA方案，执行各BS和MS间通信的建立。
如图3所示，按照TDMA传输方案的GSM通常支持多达八路的同时连接，即，一路用于BCCH，七路用于业务信道TCH，如以上所述。在一个相应的TDMA帧(它带有传送到其中的相应脉冲串)中，按照TDMA移动系统，一个帧(TS0)中至少有一个时隙是一个控制信道，即BCCH，在其中，基站发送控制信息。因此，由于在所有随后的帧中，一帧中的所有时隙都被用于传输，所以可以保证在信标载波上连续传输。
然而，在只要求基站同时支持一对连接(小于七个)的情况下，在被称为信标载波的载波上，不再是连续传输，因为，不是所有时隙都被用于传输。
图4举例说明了这样一种情况，其中只有一个连接或无线电链路，从而基站支持一个单个业务信道。
于是，为了在每帧监测一个基站，执行基站传输同步，使得系统中的所有移动电台也都同步并在同一时刻进行监测。
换句话说，移动电台监测，以及基站传输是互相同步的。进一步，在只有一个单个基站的情况下，在一个预定时隙(基站在该时隙期间发送)，由一个(或所有同步的)移动电台进行监测。
图4示出了本发明的第一具体实施例，其中，移动电台MS的监测与(同步)基站BS的传输同步，换句话说，在同一预定时隙，基站和移动电台分别执行传输和监测。
另外，由于并非一帧中的所有时隙都用于传输，所以在这种情况下，仍有至少一个时隙未被使用。
更确切地说，如在图4中所述，同步基站可以正好在移动电台被迫执行监测时，发送一个附加突发。这样一个附加突发是在一个未用或空闲时隙(在双时隙基站的情况下，不要求使用该时隙)内被发送的。于是，即使在发送一个附加突发的情况下，使用8个时隙中的2个时隙的正常数据传输也不会被恶化或受影响。
图5示出了本发明的第二实施例，按第二实施例，不使用一个附加突发，而用发送一个无效突发来代替。
以上所述被发送的附加突发和/或无效突发可能只被用于接收信号强度的测量，但另一方面，也可包含有专门被挑选用来支持监测的一个位模式。例如，该位模式可以代表一些有用信息，例如，一个基站标识码(BSIC)。
另一方面，为了执行基站传输的同步，要求基站控制器BSC向各基站和移动电台发送一个合适的同步信号。这种同步信号可以是一个要被发送的附加信号。另一方面，结合用于MS和BS间的时隙校正的时间过程，可以得到所要求的同步。
作为使基地收发站(BTS)同步的实用方法，可以想象，如果BTS是连接在同一PCM(脉冲编码调制器)线路上的，则PCM线路可被用于传送同步信息。进一步，BTS可以包含一个GPS(全球定位系统)接收器，以提供精确同步。进一步，如果BTS有相同的BSC，则BSC可提供同步信息。另外，按GSM规范GSM 0S.10的标准方法，可以获得MS和BTS间的同步。
于是，由于BTS间及BTS与MS间有同步MS间也因此而互相同步。
而且，在双时隙方案中只使用八个时隙中的两个时，则还存在其它BS在载波上传送信息的可能性。
应该理解，以上所述及附图，只是以举例的方式说明了本发明，所以，本发明方法也可用于除所述GSM系统之外的其它系统中。在附加权利要求范围内，该方法的最佳实施例可以改变。
权利要求
1.一种用于由至少一个移动电台(MS)用非连续信标载波的方法，监测至少一个基站(BS)，其中控制信号被从所述至少一个基站(BS)非连续地发送给所述至少一个移动电台(MS)，在所述至少一个基站(BS)和所述至少一个移动电台(MS)之间传送业务信道(TCH)，所述至少一个基站使用一个TDMA帧中的n(n是一个小于8的整数)个时隙；且在TDMA帧的一个预定时隙内，所述至少一个移动电台(MS)监测所述至少一个基站(BS)，在该时隙内，所述至少一个基站(BS)发送信息。
2.如权利要求1的一个监测方法，其中，所述至少一个基站的传输与其它所提供基站的传输同步。
3.如权利要求1的一种监测方法，其中在所述预定时隙，由所述至少一个移动电台执行的监测与其它所提供移动电台的监测同步。
4.如以上权利要求1到3中任一个的监测方法，其中，由所述至少一个基站发送一个附加脉冲。
5.如权利要求4的一个监测方法，其中，所述附加突发是一个无效突发(DB)。
6.如权利要求4或5的一种监测方法，其中所述附加突发包含有用信息。
7.如权利要求6的一种监测方法，其中所述有用信息提供基站标识码(BSIC)。
8.如权利要求1到7中任一个的监测方法，其中所述整数n是1或2。
全文摘要
本发明提出了一种方法,由至少一个移动电台(MS)利用非连续信标载波监测至少一个基站(BS),其中,从所述至少一个基站(B S)向所述至少一个移动电台(MS)间断地传送控制信道(BCCH)信息;在所述至少一个基站(BS)和所述至少一个移动电台(MS)之间传送业务信道(TCH)信息,所述至少一个基站使用一个TDMA帧中的n(n是一个小于8的整数)个时隙;且在TDMA帧的一个预定时隙(在该时隙,所述至少一个基站(BS)传送信息),所述至少一个移动电台(MS)监测所述至少一个基站(BS)。
文档编号H04W48/12GK1242130SQ96180568
公开日2000年1月19日 申请日期1996年11月14日 优先权日1996年11月14日
发明者M·斯尔文托伊南, M·劳蒂奥拉 申请人:诺基亚电信股份公司