CN1234172A - 根据移交密度为移动台选择通信信道 - Google Patents

Abstract

将表示在预定时段内允许移动台(140)执行的移交次数的阈值极限分配给服务移动网(130)。如果快速移动中的移动台(140)超过规定的移交次数,便废弃按照分层网格定位法的网格选择。而代之以实现按照正常网格定位法的网格选择,以减少该快速移动中的移动台(140)的未来移交次数。

Description

根据移交密度为移动台选择通信信道

本发明涉及移动电信***，更具体地说，涉及为移动电信网内快速移动的移动台简化在分层网格的不同层之间的移交。

将与特定的公用陆上移动网(PLMN)关联的电信服务区细分成若干称作网格区的地理区域。各网格区的大小由若干不同因素确定。这些因素中包含来自特定地理区域的预期的或要求的业务量及载波-干扰比。载波-干扰比(C/I比)定义为所接收的有用信号电平对所接收的不希望有的信号电平之比。***中所希望的C/I比的分布决定可使用的频率群数目F。如果将总共分配的N条信道划分成F个群，则各群将包含N/F条信道。由于信道总数(N)是固定的，较少数目的频率群(F)会导致每一组及每一网格中较多的信道。从而，减少频率群数目及降低频率再用距离导致高信道容量，但也导致***中较低的平均C/I分布。结果，为了提供信道容量的增加并同时保持可接受的C/I比，必须缩小对应的网格区。反之，为了得到较大的网格区，通过增加频率群总数(F)来保持低信道容量。

随着移动电信技术的发展，引入了分层网格的概念。替代“计划”或提供单一的网格层，为特定的地理区域提供若干不同的重叠的无线电复盖网格。作为实例，首先以最小的网格区提供层1网格(也称作微网格)。在层1网格顶上，以较大的网格区提供层2网格(也称作宏网格)。还能以甚至更大的网格区在更上面进一步重叠层3网格。通过盖满网格平面图中的无信号及为高需求区提供额外的容量，这种结构确保了最优的复盖。

例如，为需求量高的Stockholm闹市区设置带高信道容量的微网格而为Stockholm全市同时设置带大无线电复盖区的宏网格。当两个不同网格复盖同一地理区时(诸如Stockholm闹市区)，希望对在重叠区内漫游的移动台最大程度地利用微网格信道。这是通过给予在重叠区内漫游的移动台高于宏网格的微网格优先权来达到的。由于只有在重叠区内漫游的移动台能访问相关的微网格信道，如果不设置微网格优先权，位于重叠区内外两部分中的移动台可能过度利用宏网格信道，同时对应的微网格信道仍不能被位于重叠区外面的急需移动台到达。从而，通过强制位于Stockholm闹市区内的移动台首先利用微网格信道，将与宏网格相关的信道留给在较大的Stockholm市区内但在较小的闹市区外漫游的移动台利用。

不幸的是，强制在微网格区内漫游的移动台对称地利用微网格信道不是永远合意的。由于它们的较小网格区，为了向快速移动的移动台(诸如火车或汽车载运的移动台)提供移动服务，必须涉及较大数量的微网格。每次快速移动的移动台漫游出第一微网格区及漫游进第二微网格区时，必须执行第一微网格区与第二微网格区之间的移交。这一移交必须在与所涉及的网格关联的电信节点之间传递必要的用户信息并为移动中的移动台分配新网格中的新业务信道。不幸地，这种在相邻的网格之间的频繁移交(或转手)增加了中断现有无线电连接的可能性并需要来自服务于所涉及的网格的电信节点的额外信令开销。因此，作为替代将这种快速移动的移动台分配给宏网格信道对于移动电信网是有利的。因为宏网格为较大的地理区提供移动服务，通过分配快速移动的移动台宏网格信道，极大地减少了所涉及的宏网格之间的移交次数及信令开销。此外，还降低了中断得到的话音连接的可能性。

已引入了若干机制来防止在移动电信***内的快速移动的移动台选择小网格。例如，这些方法之一延迟引入服务于小网格的新基地台作为用于请求移交的移动台的候选台。从而，在移动台在特定的微网格区中逗留预定的时段之前，不将相关的微网格信道作为可能的信道候选提供给该移动台。通过延迟作为提供服务的候选引入微网格信道，在网格选择过程中作出不利于小网格的决定，而作为结果，强制在特定微网格内逗留小于规定时段的快速移动的移动台去选择宏网格信道作为替代。然而，由于该C2算法只是单个地评估在各微网格区中花费的时间，对于以可变速度漫游通过若干不同网格的移动台，该C2算法不能防止不适当的网格层选择。

从微网格切换到宏网格的另一种机制涉及估计在特定网格区内漫游的特定移动台的进入时间、退出时间、进入方向及退出方向。如果在预定的时间量内移动台从一个方向进入一个特定网格区而在另一方向上离开该网格区，便认为该移动台为快速移动的移动台而分配宏网格信道。然而，这一机制也有缺点，如果移动台在同一方向上移进移出同一网格区，或周期性地改变其通过若干不同网格的速度，上述机制便不能精确确定该移动台的状态。

从而，存在着对能使服务移动电信网更精确地分配网格信道给移动中的移动台的机制的需求。

本发明公开了为在公用陆上移动网(PLMN)内的快速移动的移动台选择网格信道的方法与装置。当前服务于移动台的基地台控制器(BSC)维护表示该移动台所执行的移交的时间与次数的数据。随后，响应移交给另一网格的指示，BSC确定在预定的时间段内该移动台已执行的移交总数是否已超过了分配给服务PLMN的阈值数。响应肯定的判定，服务BSC将该移动台移交给利用正常网格定位法选择的网格。否则服务BSC将该移动台移交给用分层网格定位(location)法选择的网格。

在一个实施例中，利用正常网格定位法选择的网格包括宏网格。另一方面，利用分层网格定位法选择的网格包括微网格。

在另一实施例中，利用正常网格定位法选择的网格包括与该移动台检测到的最强信号强度关联的网格。

通过参照结合附图作出的下面的详细描述，可以得到本发明的方法与装置的更完整的理解，附图中：

图1为公用陆上移动网(PLMN)的方框图，展示由多个基地台控制器服务的多个网格区；

图2为特定PLMN内的分层网格结构的方框图；

图3为展示按照本发明的教导执行的网格选择步骤的流程图；

图4为执行BSC内部移交的移动网的方框图；

图5为执行BSC间移交的移动网的方框图；以及

图6为执行按照本发明的教导的MSC间移交的移动网的方框图。

图1为公用陆上移动网(PLMN)10的方框图，展示由多个基地台控制器(BSC)50a-50c服务的多个网格区20a-20m。与特定的PLMN 10关联的移动电信服务区细分成称作网格区20a-20m的若干地理区。然后将不同的相邻网格群(如网格20a-20c)与特定的基地台控制器(如BSC-150a)关联。再将若干BSC(如BSC 50b-50c)与特定的移动转接中心(如MSC 30b)关联。作为示例，BSC-150a为网格区20a-20c提供移动服务，BSC-250b为网格区20d-20h提供移动服务，及BSC-3为网格区20i-20m提供移动服务。BSC-150a又与第一移动转接中心/访问者位置记录器(MSC/VLR)30a关联。BSC-250b及BSC-350c也类似地与第二MSC/VLR 30b关联。然后将MSC/VLR 30a-30b进一步连接在服务于该特定PLMN 10的特定网间移动连接交换中心(GMSC)40上。

为了向移动中的移动台提供连续的移动服务(如连续呼叫连接)，当该移动台从第一网格区漫游到第二网格区中时，便在涉及的网格之间执行称作“移交”的过程。取决于第一网格对第二网格的关系，执行BSC内部、BSC间、或MSC间移交。作为示例，如果移动台从I网格20i漫游到K网格20k，由于两个网格都与同一BSC 50c关联，便执行BSC内部移交来向移动中的移动台提供连续的移动服务。如果移动台从K网格20k漫游到F网格20f，由于各网格与不同的BSC关联，便执行BSC间移交。最后，如果移动台从F网格20f漫游到B网格20b，由于各网格与不同的MSC关联，便在两个MSC之间执行MSC间移交。取决于移交的性质，为了将与移动中的移动台相关的信息传递给服务于新网格区的电信节点，需要执行可观的移交开销功能。例如，必须在新网格区中捕获可利用的业务信道，必须在涉及的网格之间传递控制信息，及必须指令该移动台通过新捕获的业务信道通信。

图2为特定PLMN内的分层网格结构的方框图。随着移动电信技术的不断发展，开创了分层网格的概念。不是在特定的地理区内“计划”或提供单层的网格，而是提供若干不同的重叠的无线电复盖网格。用“重叠的”来表示在同一地理区内同时提供不同的无线电复盖区。作为示例，首先为特定的地理区提供大型网格区(也称作宏网格)20a。在所提供的宏网格区20a中，某些较小的小型地理区可能需要额外的移动服务容量。替代增加信道的总数(N)或减少与宏网格20a关联的频率群数目(F)来提高信道容量，而是在宏网格区20a内同时提供若干较小的网格区(也称作微网格)60a-60c来复盖这些“热”地理小区。通过提供重叠的网格结构，能用较小的微网格支持具有高移动服务需求的较小地理区，与此同时，能用单个宏网格支持包含这些较小地理区的整个较大地理区。通过复盖满网格平面图中的无信号区及为高需求区提供额外的容量，这种结构确保最佳与全局复盖。

如图2中所示，宏网格A 20a提供大地理区的无线电复盖并进一步包含若干较小微网格60a-60c。另一相邻宏网格，宏网格B 20b，示出为与为特定PLMN内的移动台提供连续的复盖区的宏网格A关联。在宏网格B内，示出三个附加微网格60d-60f用于进一步为高需求地理区提供附加的复盖。应理解为了在特定的PLMN内提供移动服务可能需要数目大得多的宏网格与微网格，但为了示范目的，图2中只示出了两个宏网格及6个微网格。

对于在特定的微网格区(如微网格60a)内漫游的移动台，分层网格定位法的概念规定最好给该移动台分配可获得的微网格信道。对于位于较大的宏网格内但在任何微网格区外的移动台，为了选择最佳或最适当的网格信道，执行正常网格定位法。因为只有在特定的微网格区内漫游的移动台能访问宏网格与微网格信道，服务于移动业务的供应商最好永远强制这些移动台首先利用可获得的微网格信道。因为如果允许位于微网格区内的移动台自由利用宏网格信道，将会剩下较少数目的宏网格信道供在相关微网格区外面但在宏网格区内漫游的移动台使用。由于这些移动台不能访问空闲的微网格信道，导致了低效的与浪费的信道资源管理。因此，通过将在特定的微网格区内漫游的移动台“向下推”到微网格层上并使它们选择相关的微网格信道，便留出相关的宏网格信道供位于微网格区外面但在大得多的宏网格区内的移动台利用。结果，达到微与宏信道两者的最佳利用。

然而，惯常地“向下推”位于微网格区内的移动台去选择相关的微网格信道不是永远令人满意的。由于它们的较小网格区，为了向快速移动中的移动台提供不中断的移动服务，必须涉及大量的微网格。例如为了利用特定的PLMN内的路径230从点A210漫游到点B220，该移动台必须漫游通过诸如6个不同的微网格60a-60f。结果，为了连续地将移动台从点A210传送到点B220，必须执行6次移交。相邻网格之间的这种频繁的移交是不希望及低效的。每一次移交引入中断存在的无线电连接的附加危险并需要与涉及的网格关联的电信节点的可观的信令开销。另一方面，如果将漫游中的移动台分配给宏网格信道，为了提供相同的从点A210到点B220的连续移动服务，只需执行诸如两次移交。从而，对于简单地漫游通过若干微网格的这种快速移动的移动台，分配宏网格信道减少所涉及的宏网格之间的移交次数并从而减少信令开销。它进一步降低在快速移动的移动台的现有无线电连接上的中断的可能性。

参见图3，其中示出为了按照本发明的教导分配网格信道给快速移动的移动台所执行的步骤。在步骤70上服务基地台控制器(BSC)以传统的方式初始作出要将该移动台移交给另一网格的决定。然后在步骤80上服务BSC内的应用模块估算在预定时段内前面为该移动台执行的移交的次数。这一估算可通过维护存储在预定时段内为该特定移动台执行的各次及每一次移交的时间印记的数据来作出。接着，在步骤90上作出在预定时段内所执行的移交次数是否在服务PLMN所施加的极限内的判定。如果该移动台所执行的移交次数小于服务PLMN施加的阈值，便按照上述分层网格定位法执行网格选择。作为替代，可采用与优化可获得的微网格信道的利用关联的任何其它网格选择法，从而，对于漫游到微网格区中的移动台，很好地选择了一条相关的微网格信道。在步骤100上进一步更新表示该移动台所执行的前面的移交的数据以包含最近的移交。此外，由于移动台能自由访问来自任何数目的BSC与MSC的移动服务，这些表示该移动台所执行的移交的数据必须是可移动的并随着该移动台从一个BSC传送到另一个而“跟踪”它。从而当随后作出决定再一次将该移动台移交给又另一网格区时新的BSC能利用这些接收的数据来估算该移动台的过去移交活动。从而，当在步骤110上将移动台移交给选择的微网格信道时，进一步将表示该移动台的移交历史的数据传递给与选择的微网格关联的电信节点。这一电信节点可包含与选择的微网格关联的基地台控制器(BSC)。结果，网格将该移动台识别为非快速移动中的移动台，并通过将信道分配“向下推”到分层网格结构的最低可能的层上来执行信道利用优化。

反之，如果在预定时段内该移动台所执行的移交次数大于服务PLMN所施加的阈值极限，便将该移动台分类为漫游出入若干网格的快速移动中的移动台。按照本发明的教导，为了减少快速移动中的移动台将来要执行的移交次数，便在步骤120上将该移动中的移动台移交给无线电复盖区大得多的宏网格。作为替代，类似地废弃分层网格定位法，并按照正常网格定位法，为该移动台选择最佳或最适当的网格。这种机制之一包含将移动台移交给与该移动台检测到的最高信号强度关联的网格。由于与宏网格关联的信号强度通常强于与对应的微网格关联的信号强度，通常选择宏网格。也能利用不考虑分层网格结构的任何其它网格选择法来提供最佳网格信道选择。

图4为执行按照本发明的教导的BSC内部移交的移动网的方框图。根据从当前正服务于移动台140的第一基地收发机台(BTS)130a接收的及移动台本身的测定值，与第一BTS 130a关联的基地台控制器(BSC)50内的应用模块150决定需要将移动台移交给另一网格。如图3中全面描述的，然后应用模块150按照本发明的教导选择一个适当的网格来移交该移动台。如上所述，将在预定时段内该移动台已执行过的移交次数与服务BSC 50所施加的阈值极限比较。如果该移动台成非快速移动中的移动台，便选择与适当的微网格关联的第二BTS 130b。由于所选择的第二BTS 130b是与同一BSC 50关联的，相应地执行BSC内部的移交，并且不需要向另一BSC传递表示该移动台的过去移交的数据，进一步将表示移动台140所执行的移交频率的数据更新为反映最近的移交。

反之，如果应用模块150作出判定该移动台为快速移动中的移动台，便向用正常网格选择法选择的服务于一个网格的BTS(图4中未示出)进行移交。对于这一特定情况，初始化表示该移动台所执行的过去移交的历史的数据并为该移动台起动新的数据维护。

图5为执行BSC间移交的移动网的方框图。与第一BTS 130a关联的老BSC 50a类似地作出初始决定将漫游中的移动台140移交给新网格。应用模块150a估算表示漫游中的移动台140所执行的移交的时间与次数并判定该移动台是否构成按照本发明的教导的快速移动中的移动台。如果在预定的时段内前面的移交次数超过分配给服务BSC的阈值极限，应用模块150a便执行正常网格定位法以便选择目标网格。如上所述，为更广的复盖区选择可利用的宏网格，或选择具有该移动台检测到的最高信号强度的网格。如上所述，可采用提供最适当的网格选择同时不考虑分层网格结构的任何其它网格选择法。反之，如果估算的次数未超过阈值极限，则执行按照分层网格定位法的网格选择将该移动台“向下推”。

然后老BSC 50a发送“要求移交报文”连同所选择的网格的身份给相关MSC 30。然后该MSC 30确定控制与选择的网格区关联的第二BTS130b的BSC(新BSC)50b，并发送“移交请求报文”给确定的BSC 50b。然后该新BSC 50b分配业务信道并执行与老BSC 50a的其它开销功能来接收漫游中的移动台140。

如果选择的目标网格为宏网格，便初始化表示与该漫游中的移动台关联的过去移交的数据。反之，如果选择的网格为微网格，与老BSC 50a关联的老应用模块150a将表示该移动台的过去移交活动的数据传递给新选择的BSC 50b。可利用传输的移交报文内的参数在两个应用模块之间传递这些数据。然后新BSC 50b内的新应用模块150b利用接收的数据来为未来的移交正确地确定要移交到的网格的类型。

图6为按照本发明的教导执行MSC间移交的移动网的方框图。如上所述，与服务BTS 130a关联的服务BSC(老BSC)50a作出初始决定漫游中的移动台140需要移交。然后应用模块150a估算表示在预定时段内该移动台所执行的过去的移交的数据并确定应用正常网格定位法还是分层网格定位法。取决于过去移交数据的估算对服务PLMN施加的阈值极限的比较，选择适当的目标网格。然后老BSC 50a发送要求移交报文连同目标网格的身份给服务MSC(老MSC)30a。老MSC 30a理解该目标网格属于另一MSC(新MSC)30b并向新MSC请求移交号(信号170)。新MSC 30b分配新移交号来重新确定呼叫的路由，并进一步将移交请求发送到新BSC 50b。该新BSC 50b命令与目标网格关联的新BTS 130b激活一条业务信道(TCH)。然后新MSC 30b接收来自新BSC 50b的TCH信息并将其连同移交号一起传递给老MSC 30a。利用表示新MSC作为目的地地址的接收的移交号，建立从老MSC 30a到新MSC 30b的链路160，有可能通过公共交换电话网(PSTN)160。然后老BSC 50a指令漫游中的移动台140调谐到新的频率及使用新的时隙。结果，建立了漫游中的移动台140与新BTS 130b之间的无线电通信链路。

类似地，如果该新BTS 130b与宏网格关联，老应用模块150a初始化表示漫游中的移动台140所执行的过去的移交的数据，并且由新BSC50b内的新应用模块150b编制新数据。反之，如果新BTS 130b与微网格关联，老应用模块150a更新数据以反映最近的移交并将更新后的数据通过移交信号170传递给新BSC 50b。然后新应用模块150b利用接收的数据在需要为漫游中的移动台进行另一次移交的情况中确定适当的目标网格。

虽然已在附图中示出并在上文中的详细描述中描述了本发明的方法与装置的最佳实施例，但应理解本发明不限于所公开的实施例，能有许多重新配置、修改及替换，而不脱离由下面的权利要求书所提出与定义的发明精神。

Claims (26)

1．一种为漫游出网格区及漫游进由移动电信网内的微网格及宏网格同时复盖的地理区中的移动台选择新网格信道的方法，其中能按照分层网格选择过程或正常网格选择过程将所述宏网格或所述微网格之一内的业务信道分配给所述移动台，所述方法包括下述步骤：

确定所述漫游中的移动台需要移交给所述微网格或宏网格之一；

确定在所述移动电信网内在特定的时段内允许的移交次数；

判定所述移动台在所述特定时段内所执行的移交次数是否小于所述允许的移交次数；及

响应肯定的判定；

执行分层网格选择过程来选择与之移交所述移动台的网格；

否则；

执行正常网格选择过程来选择与之移交所述移动台的网格。

2．根据权利要求1的方法，其中执行所述分层网格选择过程的所述步骤包括选择与所述微网格关联的信道的步骤。

3．根据权利要求1的方法，其中执行所述正常网格选择过程的所述步骤包括选择与所述宏网格关联的信道的步骤。

4．根据权利要求1的方法，其中执行正常网格选择程序的所述步骤包括选择与最强无线电强度关联的网格相关的信道的步骤。

5．根据权利要求1的方法，其中执行分层网格选择过程的所述步骤包括下述步骤：

维护表示对所述网格执行的所述移交的数据；以及

将所述数据传递给与所述选择的网格关联的电信节点。

6．根据权利要求5的方法，其中所述电信节点包括与所述选择的网格关联的基地台控制器(BSC)。

7．根据权利要求5的方法，其中所述数据还包含指示执行的所述移交的时间的时间印记。

8．根据权利要求5的方法，其中传递所述数据的所述步骤是用移交信号执行的。

9．一种将移动台从移动电信网内的第一地理区移交给第二地理区的方法，所述第二地理区是由包含微网格与宏网格的多个网格服务的，所述方法包括下述步骤：

确定在特定时段内所述移动台已执行的移交次数；

估算所述确定的执行过的移交的次数是否超过与所述移动电信网关联的阈值次数；

如果是，

利用第一网格定位过程将所述移动台移交给所述多个网格中特定的一个；

否则，

利用第二网格定位过程将所述移动台移交给所述多个网格中特定的一个。

10．根据权利要求9的方法，其中所述第二网格定位过程包括在其中将所述移动台移交给所述微网格的分层网格定位过程。

11．根据权利要求10的方法，其中将所述移动台移交给所述微网格的所述步骤进一步包括下述步骤：

生成表示所述移交给所述微网格的数据；以及

将所述数据传递给服务于所述微网格的电信节点。

12．根据权利要求11的方法，其中所述数据包含指示所述移交的时间的时间印记。

13．根据权利要求9的方法，其中所述第一网格定位过程包括正常网格定位法。

14．根据权利要求13的方法，其中利用所述正常网格定位过程将所述移动台移交给所述多个网中所述特定的一个的所述步骤包括将所述移动台移交给所述宏网格的步骤。

15．根据权利要求14的方法，其中将所述移动台移交给所述宏网格的所述步骤进一步包括初始化表示所述移动台执行的移交次数的数据的步骤。

16．根据权利要求13的方法，其中利用所述正常网格定位过程将所述移动台移交给所述多个网格中所述特定的一个的所述步骤包括将所述移动台移交给具有最强信号强度的所述多个网格之一的步骤。

17．一种将移动台从移动电信网内第一地理区移交给第二地理区的***，所述第二地理区是由包含微网格与宏网格的多个网格服务的，所述微网格与电信节点关联，包括：

第一处理器，用于确定在特定时段内所述移动台已执行的移交次数；

第二处理器，用于估算所述确定的执行过的移交次数是否超过与所述移动电信网关联的阈值次数；

如果是，

第一模块利用第一网格定位法移交所述移动台给所述多个网格中特定的一个；

否则，

第二模块利用第二网格定位法移交所述移动台给所述多个网格中特定的一个。

18．根据权利要求17的***，其中所述第一与第二处理器相同。

19．根据权利要求17的***，其中所述第一与第二模块相同。

20．根据权利要求17的***，其中所述第一网格定位法包括正常网格定位法。

21．根据权利要求20的***，其中利用所述正常网格定位法选择的所述多个网格中的所述特定的一个包括所述宏网格。

22．根据权利要求20的***，其中利用所述正常网格定位法所选择的所述多个网格中的所述特定的一个包括具有所述移动台所接收的最强信号强度的特定网格。

23．根据权利要求17的***，其中所述第二网格定位法包括分层网格定位法，在其中将所述移动台移交给所述微网格。

24．根据权利要求23的***，还包括：

用于生成表示对所述微网格的所述移交的数据的生成器；以及

用于向所述微网格关联的所述电信节点传递所述数据的发射机。

25．根据权利要求24的***，其中所述电信节点包括服务于所述微网格的基地台控制器(BSC)。

26．根据权利要求24的***，其中所述数据包含指示所述移交的时间的时间印记。

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