专利名称：移动通信网中的越区切换控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信网中控制越区切换的一种方法和系统。
在移动通信网里，每一个专用模式移动台都通过业务信道跟基站通信，业务信道的选取取决于移动台所处的环境、移动台和基站之间的信号电平、移动台和基站之间发射的信号的干扰和处理呼叫时影响移动台与基站之间的信号的其它因素。这里用术语业务信道表示在移动台和基站之间建立起来用于信号通信的一个信道。在标准GSM TDMA系统里，业务信道用于信号传输的一个特定频率和分配的一个特定时隙来定义，或者在跳频情形用一个跳频序列来定义。在一些更复杂的系统里，它还可以用象所谓的SDMA系统里的辐射方向来定义。
在下文对越区切换技术的讨论里，应当清楚讨论的一般是业务信道的频率，或者在跳频情形是分配给移动台，叫做移动分配(mobileallocation)的一组频率。也就是说术语频率、频率通道或频道都表示携带通信信号的一个频率。
呼叫过程中可能有几个因素要求改变业务信道。移动台运动时，它跟基站的关系总是在改变，移动台和基站之间通信的信号参数也随之改变。根据现有越区切换技术，要监测这些信号参数中的一个或几个，从中检测越区切换触发条件(trigger condition)，当触发条件被检测到时，就切换到另一个业务信道。这些信号参数可能包括i)上行链路和下行链路的信号质量，ii)上行链路和下行链路的信号电平，iii)定时超前量信息(它是移动台离正跟它通信的基站有多远的一个度量)，iv)该地区的话务级别，和v)功率预算方面的考虑(power budget considerations)。
选择要切换过去的业务信道依靠多种不同的越区切换算法，这些算法都取决于通信环境。如果切换后呼叫质量被提高，该切换决策就是好的。然而，许多情况下切换决策都不好，呼叫要么掉线，要么质量恶化。出现这种现象的主要原因是切换决策都只是基于要切换过去的信道的信号电平信息。
因此本发明的目的是改善越区切换决策，使得大部分呼叫在切换后维持良好的质量。
根据本发明的一方面，提供移动通信网里控制越区切换的一种方法，其中对移动台和基站之间提供通信的正使用的业务信道(aninstant traffic channel)实行监测，从中检测切换到另一不同业务信道的触发条件，这一不同业务信道是从一些切换选择里选择出来的，这从所述多个切换选择中选择一个作为所述的不同业务信道是基于预先存储的与每一切换选择相关的概率指针(probabilityindicator)，每一个概率指针表示进行这一切换选择成功的概率。
通过存储每一切换选择的概率指针，在这一特定的环境里就有可能利用这些切换选择，以最高的成功概率作出切换决策。
在上述实施方案里，一组小区模式的每一个都存储了这些切换选择和相应的概率指针，每一小区模式都包括网络里的一组相邻小区。在这里这些小区模式都被当作服务模式(Server Pattern)，包括服务小区和三个相邻小区在内可以有多达四个的小区，它们具有最好的报告的信号电平。在这里切换选择和相关的概率指针被当作一个服务模式概率矢量(SPPV)。因此在优选实施方案里每一个服务模式都有一个相关的服务模式概率矢量。
根据本发明的另一方面，提供了实施移动通信网里的越区切换的一种方法，它包括以下步骤监测为移动台和基站之间提供通信的第一个业务信道，以便检测出越区切换触发条件；检测到触发条件后，从一些切换选择里选择提供通信的第二个业务信道，并切换到第二个业务信道；在检测到触发条件后开始的监测期间中，监测第一个和第二个业务信道和剩下的其它切换选择；和将监测期间里收集的频道数据存储起来，用于以后的越区切换。
通过利用监测正使用的业务信道和其余切换选择的周期里收集到的频道数据，本发明这方面的特征和第一方面的特征可以综合起来，从而确定并更新概率指针。
监测周期可以开始于检测到触发条件的注册点。它可以终止于确定业务信道的选择是否成功的评估点，成功与失败用于确定和更新概率指针。
本发明的这一方面也为在移动通信网里实现越区切换提供了一个系统，该系统包括用于监测在移动台和基站之间提供通信的第一个业务信道，从中检测切换触发条件的装置；用于检测到触发条件以后，从一些切换选择里选择提供通信的第二个业务信道的装置；用于实施从第一个业务信道切换到第二个业务信道的切换装置；用于在开始检测到触发条件的监测期间里监测第一个和第二个业务信道以及其余切换选择的装置；和保存监测期间里收集的频道数据用于以后的切换的一个存储器。
本发明又一方面提供用于移动通信网的越区切换控制的一个系统，该系统包括用于监测在移动台和基站之间提供通信的正使用的业务信道，从中检测切换到不同业务信道的触发条件的装置；用于从一些切换选择中选择不同的业务信道的装置；用于保存跟预先存储的相应概率指针有关的一些切换选择的存储器，每一个概率指针说明切换到一个切换选择成功的概率，其中所述选择装置根据概率指针选择不同的业务信道。
根据本发明再一方面，提供一个移动通信网，它包括一些基站用于在网络中限定小区，和至少一个基站控制器用于控制基站，基站控制器包括一个控制越区切换的系统，该系统包括用于监测在移动台和基站之间提供通信的正使用的业务信道，从中检测切换到一个不同业务信道的触发条件的装置；用于从一些切换选择里选择不同业务信道的装置；用于保存跟预先存储的相应概率指针有关的一些切换选择的存储器，每一个概率指针说明切换到一个切换选择成功的概率，其中所述选择装置根据概率指针选择不同的业务信道。
为了更好地理解本发明并说明它如何实施，将通过实例参考以下附图
图1是移动通信网里控制越区切换的一个系统的方框图；图2是基站控制器里的电路更详细的方框图；和图3是越区切换和相关监测期间的时序图。
图1表示一个蜂窝式移动通信系统里标为A、B、C、D的四个小区。每一个小区都属于可以有几个小区的一个基站，但为简单起见本实例中假定每一个基站只有一个小区。这样符号A、B、C、D可以用来表示小区和也可以用来表示基站。每一个小区可以拥有一个或更多的收发信机。在本例中，小区A有一个收发信机6，小区B有三个收发信机8、10、12，小区C有两个收发信机14、16，小区D有两个收发信机18、20。
小区A、B、C、D中每一个都有一个覆盖区，这些覆盖区可以定义为移动台可以通过该小区维持连接(呼叫)的一个区域。本实例中假定A、B、C、D的覆盖区都有重叠。因此移动台是在这一重叠区里报告服务模式ABCD的。实际的服务小区和三个相邻小区的顺序并不重要。例如服务器A和相邻的BCD，以及服务器B和相邻的DAC，都用同样的服务模式ABCD表示。
图1里只有一个移动台MS。实际的网络当然有几个移动台。这一移动台MS工作于专用模式，正利用小区B的收发信机12通过业务信道TCH1进行通信。在这一个实施方案中，假定每一个收发信机只提供一个频率，它用表示小区的字母和收发信机号来标识。除了前言部分介绍的以外，可以认为每一个频率都在小区的基础上提供小区业务信道。实际上根据GSM标准，每一频率都将支持多达8个(半速率时16个)时分业务信道。所有使用相同频道不同时隙的业务信道通常都有相似的连接质量，因此都看成等价切换选择。所以在所示实例中，小区B的频率B1、B2、B3中每一个都表示几个业务信道和几个选择。
基站控制器(BSC)22控制几个基站的工作，在上述实施方案里也控制小区A、B、C和D中收发信机的工作。基站控制器22包括监测呼叫和作出越区切换决策的电路。该电路包括一个测量表24，它从每一个工作于专用模式的移动台接收包括测量数据的报告。连接到测量表的一个控制电路26作出并监测越区切换决策。切换选择表(HOAT)28跟控制电路26相连，并被控制电路26用于选择切换频道。控制电路包括一个微处理器，它能够运行切换决策程序(HODMP)30和切换评估程序(HOEMP)32，下文将详细介绍。图1简略说明了切换评估程序32的输出被送往切换选择表28，切换决策程序的输出被用于改变移动台跟基站通信的业务信道。在图1中的例子里，移动台从业务信道1 TCH1被切换到通过小区C的收发信机14的业务信道2 TCH2，或者说频道C2。小区B的收发信机12通过一个A-bis接口3跟基站通信。而小区C的收发信机14则通过另一个A-bis接口4跟基站通信，图中用虚线表示。
图2更详细地画出了基站控制器22里的电路。将参考该图来说明本发明的实施方案里如何实施越区切换。
基站控制器22收集测量表中每一个进行中的呼叫的测量数据，这些数据由移动台MS和服务小区(小区B)报告。移动台MS利用业务信道TCH1报告给服务小区B，然后小区B利用A-bis接口3发送一个报告给基站控制器。在小区B里该报告跟移动台和收发信机12的测量数据合并。在上述实施方案中，报告数据依据的是GSM标准，这些数据包括下行链路信号电平、上行链路信号电平、上行链路和下行链路质量、六个最好的相邻小区的信号电平等信息。基站控制器选择性地保留一些报告，例如32，它们用于跟踪这些参数。控制电路26包括一个监测电路34，该监测电路监测这些参数，并利用其中的一个或更多，根据切换算法触发切换。现有GSM系统已经在使用这样的切换算法，其中切换选择都根据测量表24中的测量报告来划分等级。但是根据上述新系统，在依据现行切换算法触发切换的点，建立了一个注册点RP，例如如图1和3所示。在注册点RP，启动切换决策程序30。这一程序30从切换选择表28里取出数据，并利用这些数据为切换选择一个业务信道，比方说TCH2。然后利用切换实施电路38启动该业务信道，这样，移动台基本上是使用业务信道TCH2通过小区C的收发信机14进行通信的，小区C则用A-bis接口4跟基站控制器22进行通信。图1和图3里用HO表示切换的实施，但这里没有介绍，因为本领域里都知道。定时器36设定一个监测期间，该期间终止于评估点EP。监测期间用用户确定的从移动台收到的报告的个数来度量。在评估点，启动切换评估程序32来评估越区切换的成功与失败，并据此来修改切换选择表28里储存的数据。这样，每次切换都更新一次切换选择表，从而为以后的越区切换决策提供一个总是在变化的参考。这极大地增加了切换决策成功的可能性。
如图3所示，如果切换HO实施后呼叫掉线，监测期间就在这一点停止，切换决策的失败则用于更新切换选择表28。
表I是切换选择表的一个例子。切换选择表为每一个服务模式保存一个服务模式概率矢量SPPV。每一个服务模式是有四个小区的一个组，它包括一个服务小区和移动台在注册点RP处报告的三个最佳相邻小区。在这个例子中，HOAT包括有不同SP和相关SPPV的15000条记录。这些服务模式根据基站控制器22控制的区域里的移动台的报告来建立和更新。服务模式概率矢量SPPV为那一个小区的可选频道中的每一个给出一个概率指针，该概率指针说明在该服务模式里切换到那一频道支持的业务信道成功的可能性。在表I的例子里，假定每一小区里有10个可选频道，用表示小区的字母和数字1到10来表示。这些频道的概率指针用P后跟频道代号来表示(小区字母-数字)。例如，服务模式ABCD里频道A1的概率指针是P(A1)。服务模式ABCE的服务模式概率矢量用阴影区说明。
每一个概率指针按照表II对应于切换的成功概率，它们都取从-127到127的值。取值范围是-127到127的好处是，概率指针可以只用一个字节表示。有关的概率指针在每个切换评估点EP进行更新。这通过将与特定切换事件有关的特定取值范围内的值合计起来来实现。表III是切换事件和相应值的一个实例。
应该将表III中的值看成不同切换选择的性能或性能估计的分数(Credit Points)。
表III中电平/质量的好/坏跟某些阈值和测量平均值有关。可以采用不同的定义，例如●如果监测期间报告的取样值的平均值大于或等于一个预定阈值，那么电平就是好的，否则就是坏的。
●如果报告的取样中有预定的百分比大于或等于一个预定阈值，那么质量就是好的，否则就是坏的。
已知有相似的定义，它们被用于已有切换算法，因此这里不再给出更多的细节。
表III的上半部分假定从信道B1到信道C2的切换决策是成功的。监测期间里监测了信号的电平和质量，各频道都给出了分数。表III说明了信道、取值范围和作为分数加在概率指针上的范围内的值。
对于监测期间信道C2上信号质量好、电平也好的情形，给信道C2规定为最大值16，但如果某一特定小区里一个信道的信号电平和质量都不错，就假定同一小区的其它信道也有相应的信号电平和质量，因此选择值4。
如果在信号监测期间从信道C2检测到了不好的信号电平和质量，那么就规定信道C2和信道C1都取值-4。
如果在信号监测期间从信道C2检测到了不好的信号质量和好的信号电平，就规定信道C2取值-8，但规定信道C1取值4。也就是说，假定一个公共小区里信道的信号电平相似是合理的，尽管质量不同。
如果在监测期间里信道C2上的呼叫(在成功地切换以后)掉线，就规定信道C2取值-16，信道C1取值-8。
对于相邻小区B和D里的信道具有好的信号电平的情况，取值4。例如，见表中的信道D1、D2、B2和B3。规定信道B1取值0，因为就是从这一个信道切换到其它信道的，所以尽管B1信道电平可以，但还是假定有某种触发条件，从而引起了切换。所以一个较小的值是合适的。
对于相邻小区的信道上的不好的信号电平，规定取值-6，见表III中的信道D1、D2、B1、B2和B3。
对于从信道B1到信道C2不成功的切换，可以采用相似的过程。对于成功地返回信道B1的呼叫，规定C2取低值-16。如果在监测期间信道B1上的信号具有好的信号质量和电平，就规定所有小区里的信道取值4。对于监测期间里信道B1上坏的信号电平和质量，该小区内的所有信道都取低值-4。对于监测期间信道B1上坏的信号质量和好的电平，信道B1取值-8，但信道B2和B3就取相对较高的值4，又一次说明那些信道的信号电平可能很好，但不能预先确定信号质量。
如果呼叫掉线，信道B1和C2就取低值-16。
显然，可以采用任意的取值系统，事实上可以留给用户去规定。
通过根据如表III所示的切换相关事件加入保持在SPPV信用点的值可以确定。服务模式ABCD里每一个频道的概率指针。例如假定ABCD SPPV里P(C2)＝78，在成功地切换到C2以后，如果C2的信号质量和电平都不错，那么SPPV的新值是P(C2)＝78+16＝94，但如果切换不成功，呼叫掉线，那么新值是P(C2)＝78-16＝62。如果所得之和超出范围，例如小于-127或者大于127，就取最接近的允许值。通过这种方式，每切换决策一次都更新一次概率指针，这样，对于每一种服务模式都改变服务模式概率矢量SPPV。因此，服务模式概率矢量SPPV是选择切换信道的一个有用工具。象总是选用SPPV分数最高的信道，或者选择分数优于一个预定值的任意SPPV信道这样的简单判据，可以用于替换或补充现有的切换选择判据。
对内存的要求将依赖于HOAT里SPPV的个数。给定BSC里HOAT的大小可以估计为BSC管理的小区个数和每一小区相邻小区数的平均值的函数。例如，有100个小区，各小区都有平均16个相邻小区，这样的BSC需要14000个HOAT条目。万一保留的空间不够，HOAT已经满了，则可以在有了新的SP时丢弃时间标记最老的SPPV，见表I。
上述切换技术有几个优点。
实现这项技术不需要改变GSM指标。需要的只是由基站控制器里的附加电路使用移动台发送的已有报告。
对内存和计算量的要求是适度的。如同前面讨论的一样，概率指针可以用不超过1个字节来存储，可以使用非常简单的算法来更新和使用概率指针。
该切换技术可以用于补充或者逐渐替换现有切换决策算法。所以，它可以跟现有技术一起使用来增强现有技术而不会影响现有切换决策算法。表I
表II
表III
权利要求
1.移动通信网里控制越区切换的一种方法，其中对提供移动台和基站之间的通信的正使用的业务信道进行监测，从中检测切换到另一个业务信道的触发条件，这另一个业务信道是从一些切换选择里选择出来的，从切换选择里选择一个作为另一个业务信道，是基于跟每一个切换选择有关的预先存储的概率指针的，每一个概率指针表示切换到该切换选择的成功概率。
2.权利要求1的方法，其中为每组小区模式存储那些切换选择和相应的概率指针，每一小区模式包括网络里的一组相邻小区。
3.权利要求2的方法，其中每组小区的个数为4。
4.权利要求2或3的方法，其中不同的业务信道是从跟小区模式之一一起存储的一些切换选择里选择出来的，所说的小区模式之一是通过确定包括服务小区和一些相邻小区的一组小区来选择的，当检测到切换触发条件时该小区模式的报告的移动台信号电平最佳。
5.上述权利要求中任意一个的方法，其中触发条件是为了实施切换在注册点检测到的，而且其中的监测周期开始于注册点，在此周期，提供移动台和基站之间通信的正使用的业务信道，在切换前后被监测。
6.权利要求5的方法，在监测周期里，不仅监测正使用的业务信道，还监测所述切换选择里的其余信道。
7.权利要求6的方法，其中监测周期里监测正使用的业务信道和其余切换选择时采集的数据，被用于确定和更新概率指针。
8.权利要求5、6或7的方法，其中监测周期终止于确定被选业务信道是否成功的评估点，成功与否被用于确定和更新该切换的概率指针。
9.移动通信网里控制越区切换的一个系统，该系统包括用于对提供移动台和基站之间通信的正使用的业务信道进行监测，从中检测切换到另一个业务信道的触发条件的装置；用于从一些切换选择里选择另一个业务信道的装置；一个存储器，用于存储与预先存储的概率指针相关的一些切换选择，每一个概率指针表示切换到那一个切换选择成功的可能性，其中选择装置基于所述概率指针选择另一个业务信道。
10.权利要求9的系统，其中所述存储器为每一组小区模式存储切换选择和相关的概率指针，每一小区模式包括网络里的一组相邻小区。
11.权利要求9或10的系统，其中所述监测装置可以在监测期间和切换前后，监测为移动台和基站之间提供通信的正使用的业务信道和切换选择，系统还包括基于监测期间采集的数据更新概率指针的装置。
12.一个移动通信网，包括限定网络里小区的一些基站和至少一个用于控制所述基站的基站控制器，基站控制器包括控制切换的一个系统，该系统包括对提供移动台和基站之间通信的正使用的业务信道进行监测，从中检测切换到另一个业务信道的触发条件的装置；从一些切换选择里选择另一个业务信道的装置；一个存储器，存储与预先存储的概率指针相关的一些切换选择，每一个概率指针表示切换到那一个切换选择成功的可能性，其中选择装置基于所述概率指针选择所述另一个业务信道。
13.移动通信网里实施切换的一种方法，包括以下步骤监测提供移动台到基站之间通信的第一个业务信道，从中检测切换触发条件；检测到所说的切换触发条件以后，从一些切换选择中选择用于提供所述通信的第二个业务信道，并切换到第二个业务信道；在从检测到触发条件开始的监测周期里，监测第一和第二业务信道和其余切换选择；和存储监测周期采集的信道数据用于以后的切换。
14.在移动通信网里实施越区切换的一个系统，该系统包括对提供移动台到基站之间通信的第一个业务信道进行监测，从中检测切换触发条件的装置；检测到所说的切换触发条件以后，从一些切换选择中选择用于提供所述通信的第二个业务信道的装置；从第一业务信道切换到第二业务信道的开关装置；从检测到触发条件开始的监测周期里，监测第一和第二业务信道和其余切换选择的装置；和存储监测周期采集的信道数据用于以后的切换的存储器。
全文摘要
说明了移动通信网里控制越区切换的一种方法和系统。根据这一技术,从一些切换选择里做出一个选择的基础是预先存储的概率指针,该指针表示切换到该选择的成功概率。这项技术还包括在切换前后的监测期间里监测正使用的和被选择的业务信道,以提供数据用于随后的越区切换选择。
文档编号H04W36/00GK1244998SQ96180580
公开日2000年2月16日 申请日期1996年12月4日 优先权日1996年12月4日
发明者J·卡勒弗 申请人:诺基亚电信股份公司