專利名稱：在混合gsm/cdma網(wǎng)絡(luò)中的基站切換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線電信，尤其涉及先進的蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
在全世界許多國家中，在蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)中使用用于移動電信的全球系統(tǒng)(GSM)。GSM提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)的有用的范圍?，F(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)是基于時分多址(TDMA)數(shù)字通信技術(shù)的。在基于TDMA的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，在任何給定時刻，每個用戶單元只與單個基站進行通信。當(dāng)用戶從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，發(fā)生“硬切換”，在所述硬切換中，用戶已經(jīng)與之通信的基站斷開它與用戶的鏈路，而由一個新基站來取代。
碼分多址(CDMA)是一種改進的數(shù)字通信技術(shù)，它與TDMA相比，能提供對無線電帶寬更有效的利用，以及提供在蜂窩電話用戶和基站之間更可靠的、無衰減的鏈路。領(lǐng)先的CDMA標(biāo)準(zhǔn)是由電信工業(yè)協(xié)會(TIA)公布的IS-95。該標(biāo)準(zhǔn)提供“軟切換(handover)”(或“越區(qū)切換(handoff)”)的可能性，其中，在從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)中，用戶單元暫時同時聯(lián)系兩個或多個基站。這種標(biāo)準(zhǔn)提供“軟切換”(或“切換”)能力，其中在用戶單元從一個小區(qū)移到另一個小區(qū)的過程中，用戶單元同時與兩個或多個基站進行臨時聯(lián)系。通過碼分方法可能實現(xiàn)的軟切換降低發(fā)生連接損耗的可能性，在硬切換中經(jīng)常會發(fā)生這種連接損耗。
在此引用所述專利作為參考的PCT專利申請PTC/US96/20746描述一種無線電信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)使用CDMA空中接口(air interface)(即，基本射頻通信協(xié)議)來實現(xiàn)GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和協(xié)議。使用這種系統(tǒng)，相應(yīng)的CDMA裝置可以代替或補充現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)的至少某些TDMA基站(BSS)和用戶單元。在這種系統(tǒng)中的CDMA基站適用于通過標(biāo)準(zhǔn)GSM A-接口與GSM移動切換中心進行通信。因此保持了GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的核心(core)，而且從TDMA到CDMA的轉(zhuǎn)換對于用戶是透明的。
在PTC專利申請WO95/24771和WO96/21999中，以及在Tscha等人的題為“CDMA移動站和GSM移動切換中心之間的用戶信令網(wǎng)關(guān)”的文章中(在幄太華的第二屆通用個人通信國際會議會刊(1993)，第181-185頁)也描述結(jié)合GSM和CDMA兩種單元的混合蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)，并作為參考資料在此引入。在這些出版物中沒有一篇特別發(fā)表有關(guān)如何在這種混合網(wǎng)絡(luò)中的不同基站之間執(zhí)行用戶單元的有效切換。
也在此引用所述專利作為參考的PTC專利申請PTC/US97/00926描述在混合GSM/CDMA電信系統(tǒng)中在CDMA和TDMA基站之間的系統(tǒng)間切換的方法。GSM/TDMA基站產(chǎn)生根據(jù)CDMA技術(shù)的導(dǎo)頻信標(biāo)信號。在電話呼叫期間，用戶單元檢測導(dǎo)頻信號，并把已經(jīng)接收到信號通知基站控制器。然后將用戶單元從CDMA切換到TDMA基站的而不中斷呼叫。
發(fā)明概要本發(fā)明的目的是提供供在混合TDMA/CDMA蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中使用的方法和裝置。
本發(fā)明的某些方面的又一個目的是提供經(jīng)改進的方法和裝置，它能在不中斷通信的情況下使能在TDMA和CDMA基站之間的用戶單元的切換。
在本發(fā)明的較佳實施例中，混合TDMA/CDMA蜂窩通信系統(tǒng)包括由移動切換中心(MSC)一起控制的TDMA和CDMA兩種基站。在上述PTC專利申請中一般描述這種類型的系統(tǒng)，在此引用所述專利作為參考。通過在TDMA和CDMA空中接口之間合適的切換，最好在兩種類型的接口上使用GSM網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中的用戶單元(這里還稱之為移動站(MS))能夠與兩種類型的基站進行通信。本發(fā)明的較佳實施例的特征是通信系統(tǒng)可以是基于現(xiàn)有的GSM/TDMA基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的，帶有附加的CDMA BSS，而且對現(xiàn)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本上沒有其它修改。
為了確定何時應(yīng)該發(fā)生切換，與一種類型(CDMA或TDMA)的當(dāng)前基站進行通信的MS監(jiān)視從另一個基站始發(fā)的射頻信號，其中另一個基站可以是其它類型(分別為TDMA或CDMA)的基站。在當(dāng)前基站和MS之間的消息序列使移動站獲得有關(guān)新基站的適當(dāng)?shù)耐叫畔?，并向?dāng)前基站匯報該信息。系統(tǒng)使用所述信息使MS建立與新基站的空中接口，通過它發(fā)生切換而基本上不中斷MS和網(wǎng)絡(luò)之間的通信。
在本專利申請的情況下，把這種在基站之間的切換稱為“移動輔助切換(mobile-assisted handover)”。在現(xiàn)有技術(shù)已知的GSM和CDMA系統(tǒng)中使用移動輔助切換，其中移動站在切換到鄰近小區(qū)之前測量和報告從在鄰近小區(qū)中的基站發(fā)射機接收到的信號強度。然而，在已經(jīng)提到議事日程的混合GSM/CDMA系統(tǒng)中，假定移動站能夠在任何給定時間接收來自CDMA或TDMA基站(或與TDMA基站相關(guān)的CDMA信標(biāo)，如上述PCT專利申請PTC/US97/00926)的信號(但不是兩者)，因此不能夠提供這種類型的輔助。根據(jù)本發(fā)明的原理提供的移動輔助能夠使切換比其它可能的方法進行得更平滑和更可靠。
在本發(fā)明的一些較佳實施例中，根據(jù)從所述單元與之進行通信的基站接收到的指令，移動站在電話呼叫過程中進行在TDMA和CDMA操作之間的切換。在發(fā)生切換之前，移動站接收來自TDMA和CDMA基站的信號，并向基站報告有關(guān)它正在接收的信號。把如此報告的信息返回到BSC，而且基站控制器使用所述信息來啟動切換。較佳的是，移動站包括單個無線電發(fā)射機，因此，移動站可以在任何給定時間與TDMA或CDMA基站(但是不是兩者)進行通信。(然而，如上所述，根據(jù)IS-95的原理，單元可以同時與一個以上的CDMA基站通信。)要進一步注意，每個GSM/TDMA基站有它自己的同步時鐘，其中將與之進行通信的移動站與該時鐘同步，而使CDMA基站相互同步于一天的實時(real time ofday)。因此，在TDMA和CDMA站之間的切換過程中，移動站在每種情況下都獲取并使它的操作同步于適當(dāng)?shù)臅r鐘信號而基本上不中斷電話呼叫。
在這些較佳實施例中的某一些中，當(dāng)移動站確定可以把單元切換到GSM/TDMA基站時，它在與CDMA基站進行通信。臨時中斷移動站發(fā)射機的CDMA傳輸，在該期間單元執(zhí)行一般根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)的GSM鄰近掃描以獲得并同步于TDMA基站。較佳的是，對于一般長度為20ms的單個幀中斷CDMA傳輸，根據(jù)IS-95標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生空閑時隙。在識別TDMA基站和已經(jīng)交換合適的消息之后，開通在基站之間的話務(wù)信道，并把移動站切換到TDMA基站，而基本上使移動站進行的電話呼叫的中斷降至最小。
在這些較佳實施例的其它實施例中，當(dāng)移動站確定可以把單元切換到CDMA基站時，它在與TDMA基站進行通信。為了與CDMA基站同步，移動站最好通過接收來自TDMA基站的精確時刻來獲得時刻，其中提供帶有產(chǎn)生和廣播時刻所必需的裝置的GSM網(wǎng)絡(luò)。較佳的是，網(wǎng)絡(luò)包括根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)的小區(qū)廣播系統(tǒng)(CBS)，例如，使用它來接收全球定位系統(tǒng)(GPS)提供的時刻，或接收來自一個或多個CDMA基站的時刻，并通過網(wǎng)絡(luò)把它廣播到移動站。另一方面，為了獲得并同步于CDMA基站的時刻，移動站臨時中斷TDMA接收。因此，雖然在這種方式下TDMA時隙損耗會造成信號的一定程度的降低，但是與其它可能的方面相比，從TDMA到CDMA的移動輔助切換一般是更可靠的，并對移動站的用戶的干擾較小。
雖然這里參考具有用于TDMA和CDMA的單個收發(fā)機的移動站來描述較佳實施例，但是可以理解，可以相似地使用其它類型的用戶單元和系統(tǒng)硬件，尤其是使用一種具有分立的或只有部分集成的TDMA和CDMA收發(fā)機的用戶單元，來應(yīng)用本發(fā)明的原理。
因此，在包括根據(jù)第一空中接口操作的第一類基站和根據(jù)第二空中接口操作的第二類基站的一種移動無線電信系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例提供一種方法，用于把在系統(tǒng)中的移動站從第一類的第一基站切換到第二類的第二基站，所述方法包括在移動站和第一基站之間的第一空中接口上建立通信鏈路；響應(yīng)于移動站通過第二空中接口從第二基站接收到的信號，接收來自移動站的數(shù)據(jù)，基本上不斷開與第一基站的通信鏈路；以及響應(yīng)于從其接收到的數(shù)據(jù)使移動站從第一切換到第二基站。
較佳的是，接收數(shù)據(jù)包括接收信號強度的測量值，而切換移動站包括比較來自第一和第二基站的信號強度測量值，并響應(yīng)于比較結(jié)果進行移動站的切換。較佳的是，接收數(shù)據(jù)包括對信號強度測量值施加加權(quán)因子，其中施加加權(quán)因子包括根據(jù)在系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)條件改變所述因子。還有，較佳的是，施加加權(quán)因子包括在通信鏈路上把加權(quán)因子發(fā)送到移動站，其中所述移動站將加權(quán)因子用于測量。
較佳的是，接收數(shù)據(jù)包括根據(jù)移動站對在第二空中接口上接收到的信號進行解碼而接收第二基站的標(biāo)識。
在一個較佳實施例中，把在系統(tǒng)中的第二類基站的頻率表從第一基站發(fā)送到移動站，從而移動站在該表中的頻率下進行搜索以接收信號。
較佳的是，切換移動站包括從第一基站發(fā)送切換命令。
較佳的是，響應(yīng)于該信號建立通信鏈路和接收數(shù)據(jù)包括建立鏈路以及使用在移動站中的單個射頻收發(fā)機在移動站處接收信號。
在一個較佳實施例中，第一和第二空中接口之一包括TDMA接口，而另一個接口包括CDMA接口，其中，TDMA接口最好包括GSM接口，而且配置CDMA接口來傳送GSM網(wǎng)絡(luò)消息。較佳的是，CDMA接口是基于IS-95標(biāo)準(zhǔn)的。
較佳的是，建立通信鏈路包括使用單個無線電資源管理協(xié)議層來管理第一空中接口，而其中移動站切換包括使用單個無線電資源管理協(xié)議層來管理第二空中接口。
又較佳的是，從移動站接收數(shù)據(jù)包括定義在由第一空中接口服務(wù)的第一區(qū)域和由第二空中接口服務(wù)的第二區(qū)域之間的重疊區(qū)，并當(dāng)移動站在重疊區(qū)中時觸發(fā)移動站接收數(shù)據(jù)。
在一個較佳實施例中，第一空中接口包括CDMA接口，而其中第二空中接口包括GSM/TDMA接口，以及從移動站接收數(shù)據(jù)包括選通移動站以中斷CDMA通信鏈路，從而接收和解碼GSM/TDMA信號。較佳的是，選通移動站包括在IS-95幀的持續(xù)時間內(nèi)中斷CDMA通信，其中接收數(shù)據(jù)包括根據(jù)由移動站對信號的GSM頻率校正和同步信道進行解碼而接收第二基站的標(biāo)識。
在另一個較佳實施例中，第一空中接口包括GSM/TDMA接口，而第二空中接口包括CDMA接口，以及從移動站接收數(shù)據(jù)包括控制移動站以中斷通信鏈路，從而接收CDMA信號并對其進行解碼。
較佳的是，接收數(shù)據(jù)包括通過GSM/TDMA接口傳送時刻信息(time of dayinformation)。又較佳的是，傳送時刻信息包括通過運用GSM小區(qū)廣播業(yè)務(wù)的系統(tǒng)來廣播時刻信息，其中，廣播時刻信息包括從在與系統(tǒng)中第一類基站進行通信的收發(fā)機接收時刻以及相關(guān)的GSM幀號。較佳的是，移動站對CDMA信號的同步信道進行解碼，從而獲得時刻。
另一方面或另外，接收數(shù)據(jù)包括把GSM小區(qū)廣播業(yè)務(wù)消息傳送到移動站，以啟動移動站搜索來自第二類基站的信號。較佳的是，把GSM小區(qū)廣播業(yè)務(wù)消息傳送到移動站包括傳送消息，從而在移動站正以專用模式進行操作時，移動站接收該消息。
較佳的是，接收來自移動站的數(shù)據(jù)包括接收通過移動站解碼的CDMA導(dǎo)頻波束的標(biāo)識。又較佳的是，所述方法包括映射作為GSM基站的第二基站，從而控制切換。
較佳的是，控制移動站包括在TDMA接口上與基站通信的同時，在第一TDMA時隙期間控制移動站接收CDMA信號以及在接著的TDMA時隙期間控制移動站對信號進行解碼，從而產(chǎn)生基站待接收的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例進一步提供一種方法，用于把時刻信息傳送到在GSM無線電信系統(tǒng)中的移動站，所述方法包括把時刻信息輸入到系統(tǒng)；以及把所述信息廣播到在系統(tǒng)上的移動站。
較佳的是，GSM無線電信系統(tǒng)包括一個小區(qū)廣播系統(tǒng)，并且廣播時刻信息、包括通過小區(qū)廣播系統(tǒng)廣播所述信息。較佳的是，廣播時刻信息包括廣播消息，從而在站正以專用模式操作的同時，由移動站接收該消息。
又較佳的是，廣播時刻信息包括從與系統(tǒng)進行通信的收發(fā)機接收時刻和相關(guān)的GSM幀號，以及所述方法包括運用時刻信息使移動站與CDMA傳輸信號同步。
在一個較佳實施例中，所述方法包括響應(yīng)于由它將時刻信息發(fā)送到系統(tǒng)中的多個基站，確定移動站的位置。
較佳的是，輸入時刻包括開通從具有時刻信息的收發(fā)機到小區(qū)廣播中心的數(shù)據(jù)呼叫，其中，開通數(shù)據(jù)呼叫最好包括從GPS裝置接收時刻信息。另一方面，開通數(shù)據(jù)呼叫包括從與GSM系統(tǒng)相關(guān)的CDMA小區(qū)接收時刻信息。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，進一步提供一種在包括第一基站子系統(tǒng)和第二基站子系統(tǒng)的GSM無線電信系統(tǒng)(所述子系統(tǒng)中的至少一個子系統(tǒng)根據(jù)CDMA空中接口操作)中，用于使在搜索系統(tǒng)中的移動站進行從第一到第二基站子系統(tǒng)的切換的方法，所述方法包括映射第一和第二子系統(tǒng)中的至少一個，所述子系統(tǒng)作為GSM/TDMA子系統(tǒng)根據(jù)CDMA空中接口操作；建立在移動站和第一基站子系統(tǒng)之間的通信鏈路，從而移動站接收來自第一基站子系統(tǒng)的第一信號；響應(yīng)于移動站接收到的來自第二基站子系統(tǒng)的第二信號接收來自移動站的數(shù)據(jù)而基本上不中斷與第一基站子系統(tǒng)的通信鏈路；比較第一和第二信號的強度第一和第二基站子系統(tǒng)，基本上如同所述第一和第二基站是GSM/TDMA子系統(tǒng)一樣；以及響應(yīng)于信號強度的比較結(jié)果將移動站從第一基站子系統(tǒng)切換到第二基站子系統(tǒng)。
較佳的是，映射根據(jù)CDMA空中接口操作的至少一個子系統(tǒng)包括把GSM頻率和位置分配給子系統(tǒng)。
又較佳的是，建立通信鏈路和移動站切換包括經(jīng)由GSM A-接口在系統(tǒng)中的第一和第二子系統(tǒng)和移動交換中心之間傳送消息。較佳的是，第一和第二基站子系統(tǒng)根據(jù)CDMA空中接口操作，其中，移動站切換包括通過A-接口傳送新的IS-95長碼而基本上不違反A-接口協(xié)議。
較佳的是，接收來自移動站的數(shù)據(jù)包括把加權(quán)因子施加到第二信號，其中，比較信號強度包括比較加權(quán)信號，其中，施加加權(quán)因子包括把加權(quán)因子傳送到移動站，所述移動站把加權(quán)因子施加到第二信號。較佳的是，施加加權(quán)因子包括根據(jù)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)條件改變因子。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，還提供在移動電信系統(tǒng)中使用的無線通信裝置，所述裝置包括第一類基站，它發(fā)送和接收根據(jù)第一空中接口的第一信號；第二類基站，它發(fā)送和接收根據(jù)第二空中接口的第二信號；以及移動站，所述移動站通過第二空中接口接收來自第二類基站的第二信號，同時保持通過第一空中接口與第一類基站的通信鏈路，并響應(yīng)于第二信號把數(shù)據(jù)發(fā)送到第一類基站，從而移動站響應(yīng)于所發(fā)送數(shù)據(jù)進行從第一到第二基站的切換。
較佳的是，通過移動站發(fā)送的數(shù)據(jù)包括信號強度測量值，從而響應(yīng)于第一和第二信號的信號強度比較切換移動站。較佳的是，把加權(quán)因子施加到信號強度的測量值，其中，根據(jù)在系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)條件來改變加權(quán)因子。較佳的是，在通信鏈路上把加權(quán)因子發(fā)送到移動站，其中所述移動站把加權(quán)因子施加到測量值。
又較佳的是，移動站對第二信號進行解碼以確定第二類基站的標(biāo)識符。
較佳的是，第一類基站把在系統(tǒng)中的第二類移動站的頻率表發(fā)送到移動站，致使移動站搜索以在該表中的頻率下接收第二信號。
較佳的是，第一類基站把切換命令發(fā)送到移動站，從而把移動站從第一切換到第二基站。
又較佳的是，移動站包括單個射頻收發(fā)機，所述收發(fā)機與第一和第二類基站兩者進行通信。
在一個較佳實施例中，第一和第二空中接口之一包括TDMA接口，而另一個接口包括CDMA接口，其中，TDMA接口最好包括GSM接口，而把CDMA接口配置成傳送GSM網(wǎng)絡(luò)消息。較佳的是，CDMA接口是根據(jù)IS-95標(biāo)準(zhǔn)的。又較佳的是，移動站使用單個無線電資源管理協(xié)議層來管理第一和第二空中接口兩者。
較佳的是，當(dāng)移動站在第一空中接口服務(wù)的第一區(qū)域和第二空中接口服務(wù)的第二區(qū)域之間的重疊區(qū)中時，基站觸發(fā)移動站以接收在第二空中接口上的第二信號。
在一個較佳實施例中，第一空中接口包括CDMA接口，而第二空中接口包括GSM/TDMA接口，以及第一類基站選通移動站以中斷通信鏈路，從而接收GSM信號并對其進行解碼。
較佳的是，移動站在IS-95幀的持續(xù)期間內(nèi)中斷鏈路。
又較佳的是，移動站處理第二信號以對GSM頻率校正和信號的同步信道進行解碼。
在另一個較佳實施例中，第一空中接口包括GSM/TDMA接口，而第二空中接口包括CDMA接口，以及第一類基站控制移動站中斷通信鏈路，從而接收CDMA信號和對其進行解碼。
較佳的是，第一類基站通過GSM/TDMA接口把時刻信息傳送到移動站。較佳的是，所述裝置包括GSM小區(qū)廣播中心，所述廣播中心使用GSM廣播業(yè)務(wù)把時刻信息通過系統(tǒng)傳送到移動站，其中，小區(qū)廣播中心從在與系統(tǒng)中的第一類基站進行通信的收發(fā)機接收時刻信息和相關(guān)的GSM幀號。
另一方面或另外，移動站對CDMA信號的同步信道進行解碼，從而得到時刻。
較佳的是，GSM小區(qū)廣播中心把小區(qū)廣播業(yè)務(wù)消息傳送到移動站以啟動移動站對第二信號的搜索，其中，移動站接收小區(qū)廣播業(yè)務(wù)消息，同時以專用模式進行操作。
另一方面或另外，移動站處理CDMA導(dǎo)頻信號來識別CDMA導(dǎo)頻波束。
較佳的是，移動站在第一CDMA時隙期間接收CDMA信號，并在接著的CDMA時隙期間處理該信號，同時通過TDMA接口與基站進行通信，從而產(chǎn)生傳輸?shù)交镜臄?shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例進一步提供裝置，用于把時刻信息傳送到在GSM無線電信系統(tǒng)中的移動站，所述裝置包括小區(qū)廣播中心，所述廣播中心使用GSM小區(qū)廣播系統(tǒng)把信息廣播到移動站。
較佳的是，所述裝置包括與系統(tǒng)進行通信的收發(fā)機，所述收發(fā)機把時刻和相關(guān)的GSM幀號發(fā)送到小區(qū)廣播中心，其中，收發(fā)機開通通過系統(tǒng)到小區(qū)廣播中心的數(shù)據(jù)呼叫，從而把時刻和相關(guān)的幀號傳送到那里。
較佳的是，使用時刻信息使移動站同步于CDMA傳輸信號。
又較佳的是，移動站接收來自小區(qū)廣播系統(tǒng)的信息，同時以專用模式進行操作。
此外，根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例還提供裝置，用于把時刻信息輸入到在無線電信系統(tǒng)中的通信控制器，所述裝置包括時鐘信號接收機，它接收來自時鐘源的時刻信息；以及無線電收發(fā)機，它接收來自時鐘信號接收機的時刻信息，而且開通通過系統(tǒng)到通信控制器的數(shù)據(jù)呼叫，從而把信息傳送到那里。
較佳的是，通信控制器包括GSM小區(qū)廣播中心，其中，無線電收發(fā)機接收來自在系統(tǒng)中的基站的GSM幀號，并把幀號與時刻信息一起傳送到小區(qū)廣播中心。
較佳的是，時鐘信號接收機包括的CDMA通信小區(qū)接收時刻信息的無線，其中，無線電收發(fā)機包括無線電接收機。
另一方面，時鐘信號接收機包括GPS裝置。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例還另外提供在GSM電信系統(tǒng)中用于移動無線電信的裝置，所述裝置包括移動站；以及第一和第二基站子系統(tǒng)，把第一和第二信號發(fā)送到移動站，其中所述信號中的至少一個信號是CDMA信號，并且把這兩種子系統(tǒng)映射到GSM系統(tǒng)中作為GSM基站子系統(tǒng)，其中，根據(jù)從移動站接收到的第一和第二信號的強度比較，將移動站進行從第一切換到第二子系統(tǒng)，基本上如同根據(jù)GSM/TDMA空中接口操作的第一和第二兩種基站子系統(tǒng)。
較佳的是，把在系統(tǒng)中的GSM頻率和位置分配給發(fā)送CDMA信號的子系統(tǒng)。又較佳的是，經(jīng)由GSM A-接口，在系統(tǒng)中的第一和第二子系統(tǒng)和移動交換中心之間傳送消息，其中，第一和第二信號包括CDMA信號。較佳的是，通過A-接口將新的IS-95長碼從第二子系統(tǒng)發(fā)送到第一子系統(tǒng)，從而對移動站進行切換而基本上不違反A-接口協(xié)議。
較佳的是，在比較信號強度之前，移動站把加權(quán)因子施加到第二信號。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例進一步提供一種移動站，供在包括CDMA和TDMA基站的無線電信系統(tǒng)中使用，所述移動站包括單個移動無線電收發(fā)機，它與CDMA和TDMA基站進行通信；調(diào)制解調(diào)器單元，它對通過移動站發(fā)送的信號進行編碼并把在那里接收到的信號進行解碼，致使用于與CDMA基站通信的信號是經(jīng)CDMA編碼的，而用于與TDMA基站通信的信號是經(jīng)TDMA編碼的；以及終端設(shè)備，移動站的用戶通過所述終端設(shè)備與調(diào)制解調(diào)器進行通信。
較佳的是，調(diào)制解調(diào)器根據(jù)GSM無線電接口層協(xié)議對信號進行編碼。
又較佳的是，移動站接收并處理來自CDMA和TDMA基站之一的信號而基本上不中斷移動站和另一個CDMA和TDMA基站之間現(xiàn)有的通信鏈路。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例還提供一種方法，用于把消息傳送到在包括小區(qū)廣播業(yè)務(wù)的GSM無線電信系統(tǒng)中以專用模式操作的多個移動站，所述方法包括在小區(qū)廣播業(yè)務(wù)上把消息廣播到移動站；以及在移動站處接收消息、而基本上不中斷移動站的專用模式操作。
根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例另外提供用于在GSM電信系統(tǒng)中的移動無線電信的裝置，所述裝置包括小區(qū)廣播中心，它通過小區(qū)廣播系統(tǒng)廣播消息；以及移動站，它接收消息同時以專用模式進行通信，而基本上不中斷專用模式通信。
從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例的詳細(xì)描述中，將更全面地理解本發(fā)明。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的混合GSM/CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的示意方框圖；圖2A是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，在圖1的系統(tǒng)中的移動站和基站子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議的示意方框圖；圖2B根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的混合GSM/CDMA移動站的示意方框圖；圖3A和3B是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，在圖1的系統(tǒng)中的元件之間的通信協(xié)議堆棧的示意方框圖4A是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的示意方框圖，示出在圖1的系統(tǒng)中從CDMA基站到GSM基站的移動站切換；圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，與圖4A的切換相關(guān)的信號流的示意方框圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，在圖1的系統(tǒng)中與提供時刻信息相關(guān)的信號流的示意方框圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，對于理解將移動站從GSM基站切換到CDMA基站的方法有用的在混合GSM/CDMA蜂窩通信系統(tǒng)中的小區(qū)的示意圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，與從GSM基站到CDMA基站的切換相關(guān)的信號流；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，在混合GSM/CDMA蜂窩通信系統(tǒng)中在CDMA基站之間的移動站切換的示意方框圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，與圖8的切換相關(guān)的信號流的示意圖。
較佳實施例的詳述現(xiàn)在參考圖1，該圖是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的混合GSM/CDMA蜂窩通信系統(tǒng)20的示意方框圖。使系統(tǒng)20圍繞基于如上所述的GSM通信標(biāo)準(zhǔn)的公用陸地移動通信網(wǎng)(PLMN)22而構(gòu)造。以及存在這種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并在許多國家中廣泛地應(yīng)用，本發(fā)明具有優(yōu)點，能夠逐漸地引入連同這種網(wǎng)絡(luò)的CDMA業(yè)務(wù)而不要求對現(xiàn)有的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行主要的改變。公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)22包括至少一個移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24，或可能是許多這種中心(雖然為了說明清楚起見只示出一個移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC))，它控制在地理區(qū)域中的網(wǎng)絡(luò)操作。在其它功能中間，移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24負(fù)責(zé)用戶單元的位置注冊和在基站之間的用戶單元切換，以及把公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)22鏈接到公用電話交換網(wǎng)(PTSN)和/或分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)48。公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)22還包括網(wǎng)絡(luò)管理中心(NMC)26和小區(qū)廣播中心(CBC)28。下面進一步描述這些功能。
系統(tǒng)20包括多個移動站(MS)40，它在一個或多個可接受的蜂窩通信頻率下，通過無線射頻鏈路上的多個基站子系統(tǒng)(BSS)30和32與PLMN22進行通信。眾知為用戶單元的移動站(MS)40能夠使用基本上標(biāo)準(zhǔn)的GSM TDMA信令協(xié)議與兩個GSM BSS30進行通信，以及使用下面所述的基于CDMA的通信方法，與CDMABSS32進行通信。此外，雖然在標(biāo)準(zhǔn)的GSM系統(tǒng)中，移動站一般只可以在空閑模式中接收來自小區(qū)廣播中心(CBC)28的廣播，但是移動站(MS)40能夠在通過基站子系統(tǒng)(BSS)30的呼叫期間接收這種廣播，將在下面作進一步的描述。雖然為了清楚起見在圖1中只示出移動站(MS)40、GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30和CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32每種中的一個，可以理解，實際上，系統(tǒng)20一般包括這種系統(tǒng)元件的每種中的多個。
GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30和CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32與移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24進行通信并受其控制?；旧细鶕?jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)來進行GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30和移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24之間的通信。相對于IS-95CDMA標(biāo)準(zhǔn)來修改CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32，從而根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)與公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)22進行通信，特別，經(jīng)由GSM標(biāo)準(zhǔn)A-接口與移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24進行通信，下面參考圖3A和3B進一步描述?；咀酉到y(tǒng)(BSS)32還與小區(qū)廣播中心(CBC)28進行通信，從而接收到待在空中廣播的消息，以及包括一個無線電操作和維護中心(OMC-R)38。無線電操作和維護中心(OMC-R)通過GSM標(biāo)準(zhǔn)Q3接口與網(wǎng)絡(luò)管理中心(NMC)26進行通信，最好使用基于GSM12.XX系列規(guī)格的信息模型，其中作為參考資料在此引入。任意地，可以把基站子系統(tǒng)(BSS)32鏈接到一般分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(GPRS)50，諸如已經(jīng)由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(ETSI)所建議。另一方面或另外，可以耦合基站子系統(tǒng)(BSS)32，用于把分組數(shù)據(jù)直接發(fā)送到PTSN/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)48(雖然為了簡單起見在圖1中未示出這種連接)，較佳的是，用通過那里到互聯(lián)網(wǎng)的鏈路。
在CDMA“空中接口”上建立CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32和移動站(MS)40之間的通信，所述空中接口一般最好根據(jù)CDMA通信的IS-95標(biāo)準(zhǔn)。建立基站子系統(tǒng)(BSS)32使之圍繞基站控制器(BSC)34，它控制許多基站收發(fā)機(BTS)36并和它們進行通信。當(dāng)移動站(MS)40在特定基站收發(fā)機(BTS)36服務(wù)的地理區(qū)域(或小區(qū))中時，每個基站收發(fā)機(BTS)把射頻信號發(fā)射到移動站(MS)40并從移動站(MS)40接收射頻信號。當(dāng)在電話呼叫期間移動站(MS)從一個CDMA基站收發(fā)機(BTS)36的小區(qū)移動到另一個時，在基站收發(fā)機(BTS)之間發(fā)生“軟切換”，這是在CDMA本技術(shù)領(lǐng)域中眾知的。
然而，系統(tǒng)20服務(wù)的區(qū)域也可能沒有CDMA覆蓋(即，在這種區(qū)域中沒有CDMA基站收發(fā)機(BTS)36)，或在其中覆蓋較弱或較擁擠。如果在電話呼叫期間移動站(MS)40移動到這種區(qū)域，則使移動站(MS)從CDMA基站收發(fā)機(BTS)到與GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30相關(guān)的基站收發(fā)機(BTS)進行切換而不中斷該呼叫。相似地，如果在呼叫期間移動站(MS)40從只通過GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30服務(wù)的區(qū)域進入CDMA基站收發(fā)機(BTS)36的小區(qū)，則最好使移動站(MS)40進行從GSM到CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)的切換。在下面進一步描述在CDMA和GSM/TDMA服務(wù)之間執(zhí)行這種切換和反之亦然，以及在一個CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32和其它之間執(zhí)行這種切換。如在圖1中所示，通過這種方法的優(yōu)點和系統(tǒng)20結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，移動站(MS)40接收到在通過已經(jīng)執(zhí)行服務(wù)的系統(tǒng)20服務(wù)的那些區(qū)域中的CDMA服務(wù)的益處，而不丟失TDMA區(qū)域中的服務(wù)。在CDMA和TDMA區(qū)域之間的過渡對于移動站(MS)40的用戶基本上是透明的，因為可以看到較高級的GSM網(wǎng)絡(luò)協(xié)議遍于整個系統(tǒng)，而在過渡期間僅改變較低級射頻空中接口。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的方框圖，示意地示出在移動站(MS)40和基站子系統(tǒng)(BSS)30和32之間的通信協(xié)議堆棧。移動站(MS)40與基站子系統(tǒng)(BSS)30在基于標(biāo)準(zhǔn)TDMA空中接口的GSM Um接口上進行通信，從而為了適配移動站(MS)40基本上不需要修改基站子系統(tǒng)(BSS)30或GSM層1和層2標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議。根據(jù)具有某些修改的CDMA IS-95空中接口，移動站(MS)40與CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32在CDMA Um接口上進行通信。在本技術(shù)領(lǐng)域中眾知的用戶單元能夠在GSM Um接口或CDMA Um接口上操作，但是不是兩者。
為了保持這些接口中的兩個，移動站(MS)40包括移動設(shè)備(ME)42(圖1)，它必需包括兩個無線電收發(fā)機的每一個，把一個配置成用于TDMA操作，而另一個配置成用于CDMA操作；或包括單個收發(fā)機，使它在TDMA和CDMA之間動態(tài)地切換。移動設(shè)備(ME)包括移動終端(MT)，它支持用于話音和/或數(shù)據(jù)輸入和輸出的終端設(shè)備(TE)。此外，移動站(MS)40包括根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)的用戶識別模塊(SIM)44。
圖2B是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的示意方框圖，示出在移動設(shè)備(ME)42中包括單個無線電收發(fā)機的移動站(MS)40。圍繞調(diào)制解調(diào)器單元59構(gòu)造移動站(MS)40，所述調(diào)制解調(diào)器單元包括能夠產(chǎn)生和處理TDMA和CDMA信號兩者的DSP(數(shù)字信號處理)核心60。較佳的是，核心60包括包含獨立CDMA發(fā)送/接收處理的ASIC(專用集成電路)器件，GSM定時邏輯64和GSM硬件加速器(或數(shù)字信號處理器DSP)62對其進行支持，以及具有供用戶識別模塊(SIM)44的端口。核心60接收輸入并把輸出傳送到終端設(shè)備(TE)46。在這種情況下，把終端設(shè)備(TE)46表示成音頻話筒和揚聲器，而核心60執(zhí)行D/A和A/D轉(zhuǎn)換，以及在音頻信號上的聲碼功能，如在本技術(shù)領(lǐng)域中所眾知。根據(jù)移動站(MS)40與GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30聯(lián)系還是與CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32聯(lián)系而應(yīng)用GSM或CDMA聲碼。另一方面或另外，可以把核心60配置成與諸如傳真裝置之類的提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入/輸出的終端設(shè)備(TE)46一起工作。
核心60把可以是TDMA格式或CDMA格式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)示出的混頻信號輸出裝置66。裝置66處理所述數(shù)據(jù)并把它轉(zhuǎn)換成模擬基帶形式，供輸入到射頻發(fā)射機68。雙工器70把所產(chǎn)生的射頻信號經(jīng)由天線傳送到適當(dāng)?shù)腉SM或CDMA基站。雙工器70把從基站接收到的信號通過射頻接收機72和混頻信號輸出裝置74(執(zhí)行基帶轉(zhuǎn)換和AGC(自動增益控制)功能)傳送到核心60。較佳的是，由核心60來控制發(fā)射機68、接收機72和混頻信號裝置66和74。
為了與現(xiàn)有的GSM設(shè)備(特別是基站子系統(tǒng)(BSS)30)兼容，通過移動站(MS)40的射頻發(fā)送和接收最好在GSM900或1800MHz的頻帶中的頻率處。假定移動站(MS)40只包括示于圖2B中的，在GSM頻帶中操作的單個收發(fā)機，則在系統(tǒng)20中的CDMA設(shè)備也必須配置到適合于在該頻率范圍中操作。
回到圖2A，為了分別操作面對面的GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30和CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32，不管移動站(MS)40物理地包括一個收發(fā)機還是兩個收發(fā)機，它必須支持在它的協(xié)議堆棧中的雙空中接口層1和2。在移動站(MS)40和CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32之間的CDMA空中接口包括在標(biāo)準(zhǔn)IS-95協(xié)議上操作的CDMA層1，以及在其中修改IS-95操作以適應(yīng)GSM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要的GSM-CDMA層2。層2支持在MS40和BSS30或32之間的幀傳輸。GSM-CDMA層2包括諸如消息排序、優(yōu)先級和分裂、通信的懸空和恢復(fù)之類的功能性，一般這是受到標(biāo)準(zhǔn)GSM層2而不是CDMA IS-95支持的。面對面的(vis-a-vis)GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30、空中接口層1和2是根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)的，基本上沒有修改。
標(biāo)準(zhǔn)GSM協(xié)議包括第三無線電接口層(RIL3)，它包括在GSM層1和層2上面的三個子層。這三個RIL3子層中的最低層是無線電資源(RR)管理層，它支持在它上面的移動管理(MM)和連接管理(CM)子層。相對于GSM標(biāo)準(zhǔn)，在GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30中的RIL3子層基本上沒有改變，而在移動站(MS)40中的GSM移動管理(MM)和連接管理(CM)子層同樣基本上保持不變。連接管理(CM)子層支持用于呼叫處理的信令，以及GSM輔助業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)(SMS)。移動管理(MM)子層支持用于移動站(MS)40的定位、鑒別和加密密鑰管理所需要的信令。
為了支持移動管理(MM)和連接管理(CM)層，在移動站(MS)40和基站子系統(tǒng)(BSS)32協(xié)議堆棧中引入GSM-CDMA無線電資源(RR)層。管理無線電資源和保持在移動站(MS)40和基站子系統(tǒng)(BSS)30和32之間的無線電鏈路的GSM-CDMA無線電資源(RR)層“發(fā)覺”在移動站(MS)40協(xié)議堆棧中的雙GSM和CDMA較低層(層1和2)的存在。根據(jù)從與它進行通信的基站子系統(tǒng)(BSS)接收到的指令，它要求在移動站(MS)堆棧中的合適的較低層用在GSM Um接口上的標(biāo)準(zhǔn)RIL3-無線電資源(RR)層或在CDMA Um接口上的基站子系統(tǒng)(BSS)32的GSM-CDMA無線電資源(RR)層進行通信。基站子系統(tǒng)(BSS)32不處理移動管理(MM)層和連接管理(CM)層而是通過在移動站(MS)40和移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24之間轉(zhuǎn)發(fā)，用于以基本上對下面CDMA空中接口層為透明的方式進行處理。在來自移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24和基站子系統(tǒng)(BSS)的指令下，在移動站(MS)堆棧中的無線電資源(RR)層還控制在層1和2中定義的相應(yīng)的空中接口之間的切換，并促進切換的小區(qū)選擇。
不管在使用哪個空中接口，GSM-CDMA無線電資源(RR)層支持在它上面的標(biāo)準(zhǔn)GSM RIL3-移動管理(MM)和連接管理(CM)層。較佳的是，無線電資源(RR)層提供如在GSM規(guī)格04.07和04.08中定義的完整無線電資源管理功能性，在此引用所述專利作為參考。雖然CDMA IS-95標(biāo)準(zhǔn)不定義“RR”無線電資源層本身，但是這里所描述的GSM-CDMA無線電資源(RR)層也保持完整的IS-95無線電資源功能性。
根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)，無線電資源(RR)層的功能性包括空閑模式操作和專用模式業(yè)務(wù)(即，在電話會話期間執(zhí)行的業(yè)務(wù))兩種。無線電資源(RR)層的空閑模式操作包括自動小區(qū)選擇，以及GSM和CDMA小區(qū)、和一對CDMA小區(qū)、和一對GSM小區(qū)之間的空閑切換，具有GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的小區(qū)變換指示。在空閑模式中的無線電資源(RR)層還執(zhí)行如GSM和CDMA標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的廣播信道處理，并建立無線電資源(RR)連接。
以專用模式，無線電資源(RR)層執(zhí)行下列業(yè)務(wù)·路由選擇業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)請求、消息傳送、以及基本上通過GSM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的所有其它功能。
·改變專用信道(切換)，包括如這里下面所述的硬切換和CDMA到CDMA的軟切換和“較軟”切換。
·無線電資源(RR)信道的模式設(shè)置，包括發(fā)送模式、信道類型以及編碼/解碼/碼轉(zhuǎn)換模式。
·根據(jù)IS-95規(guī)格的移動站(MS)參數(shù)管理。
·根據(jù)GSM規(guī)格的移動站(MS)級別標(biāo)志管理。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員將理解，只是以概要的方式列出上述無線電資源(RR)層的特征，根據(jù)所出版的GSM和CDMA規(guī)格，可以增加另外的細(xì)節(jié)和特征。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的方框圖，示意地示出在移動站(MS)40、CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32和GSM移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24之間的信令接口中使用的協(xié)議堆棧。這些接口使移動站(MS)40可以在CDMA空中接口上與GSM移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24進行通信。在上述PCT專利申請PTC/US96/20764中更詳細(xì)地描述這些接口的操作和特定地通過這些接口的消息流，在此引用所述專利作為參考。當(dāng)移動站(MS)40經(jīng)由GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30與移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24進行通信時，基本上不要修改根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議堆棧。
如這里上面所述，移動站(MS)40與CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32在CDMA Um接口上交換信號，其中修改移動站(MS)和基站子系統(tǒng)(BSS)協(xié)議堆棧使之包括GSM-CDMA無線電資源(RR)層和層2。在圖3A中，在基站子系統(tǒng)(BSS)32協(xié)議堆棧中清楚地示出一個轉(zhuǎn)發(fā)層，用于傳送在移動站(MS)40和移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24之間的RIL3-連接管理(CM)和移動管理(MM)信令，大大地不需要通過基站子系統(tǒng)(BSS)32進行處理。這里上面參考圖2A描述包含在Um接口中的其它層。
在標(biāo)準(zhǔn)的，基本上不修改的GSM A-接口上，CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32與GSM移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24進行通信。該接口是根據(jù)如在技術(shù)領(lǐng)域中所眾知的GSM SS7和BSS申請部分(BSSAP)協(xié)議的，較佳的是，根據(jù)GSM08.08標(biāo)準(zhǔn)。BSSAP支持移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24和基站子系統(tǒng)(BSS)32之間的過程，所述過程要求對有關(guān)單個呼叫和資源管理的消息進行解譯和處理，并且在移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24和移動站(MS)40之間傳送呼叫控制和可移動的管理消息?；咀酉到y(tǒng)(BSS)32把在基站子系統(tǒng)(BSS)和移動站(MS)40之間交換的CDMA層1和GSM-CDMA層2和無線電資源(RR)協(xié)議翻譯成供移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24傳輸?shù)暮线m的SS7和BSSAP協(xié)議，反之亦然。
因為CDMA基站控制器(BSC)34使用標(biāo)準(zhǔn)A-接口與GSM移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24進行通信，所以為了使CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32附加到GSM系統(tǒng)20，基本上不需要在GSM移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)中進行修改。此外，不需要告訴移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24在GSM/TDMA基站子系統(tǒng)(BSS)30和CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32之間的識別有任何差異，由于兩者以基本上相同的方式在A-接口上與移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)進行通信。較佳的是，根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)，以與GSM/TDMA小區(qū)基本相同的方式通過移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24映射與基站子系統(tǒng)(BSS)32相關(guān)的基站收發(fā)機(BTS)36的小區(qū)，因此分配GSM絕對無線電頻率信道號(ARFCN)和基站識別碼(BSIC)值。從移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24的觀點來看，在GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30和CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32之間的切換，或甚至在兩個不同的CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)之間的切換，與在傳統(tǒng)上基于GSM/TDMA的系統(tǒng)中的兩個GSM基站子系統(tǒng)(BSS)之間的切換沒有什么不同。分配CDMA小區(qū)的基站識別碼(BSIC)，從而在系統(tǒng)20中可以與傳統(tǒng)GSM小區(qū)區(qū)別。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的方框圖，示意地示出經(jīng)由CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32在移動站(MS)40和移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24之間傳送話音數(shù)據(jù)中所包括的協(xié)議堆棧。對在移動站(MS)40和基站子系統(tǒng)(BSS)32之間的話音數(shù)據(jù)進行編碼，并通過CDMA聲碼器解碼，所述聲碼器可以包括在本技術(shù)領(lǐng)域中眾知的任何標(biāo)準(zhǔn)IS-95聲碼器協(xié)議?；咀酉到y(tǒng)(BSS)32把CDMA層1翻譯成GSM E1TDMA信號，并根據(jù)A-接口標(biāo)準(zhǔn)的要求，把CDMA聲碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PCM A-定律壓縮(companded)話音數(shù)據(jù)。因此移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24經(jīng)由基站子系統(tǒng)(BSS)32向移動站(MS)40發(fā)送話音數(shù)據(jù)并從移動站(MS)40接收話音數(shù)據(jù)而基本上不考慮在基站子系統(tǒng)(BSS)和移動站(MS)之間的數(shù)據(jù)是經(jīng)CDMA編碼的事實，如同移動站(MS)40正在GSM/TDMA模式中操作。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的示意方框圖，示出對于理解一種方法有用的系統(tǒng)20的細(xì)節(jié)，所述方法用于從CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32到GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30的移動輔助切換。不象圖1，這里詳細(xì)示出的基站子系統(tǒng)(BSS)30包括基站控制器(BSC)77和多個基站收發(fā)機(BTS)78和80。圖4A示出移動站(MS)40從與基站子系統(tǒng)(BSS)32(這里的標(biāo)號為BTS76到基站子系統(tǒng)(BSS)30的BTS78)相關(guān)的基站收發(fā)機(BTS)中之一的切換。如參考圖1所述，基站子系統(tǒng)(BSS)32還包括GSM/CDMA基站控制器(BSC)34和基站收發(fā)機(BTS)36。
當(dāng)確定移動站(MS)40處于一個可能需要這種切換的位置時，最好通過基站子系統(tǒng)(BSS)32啟動從CDMA基站收發(fā)機(BTS)76到TDMA基站收發(fā)機(BTS)78的切換。當(dāng)從基站收發(fā)機(BTS)76接收到的信號較弱時，或當(dāng)已知移動站(MS)40要到達CDMA覆蓋區(qū)的邊緣時，或當(dāng)在CDMA信道上的話務(wù)量較重時，可能會發(fā)生這種情況。另一方面，基站子系統(tǒng)(BSS)32可以指揮移動站(MS)40時時地(與這樣做的任何特殊壓力無關(guān))搜索來自基站收發(fā)機(BTS)78(或其它GSM基站收發(fā)機(BTS))的信號。
圖4B是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的示意信號流圖，示出在圖4A的切換過程中，在移動站(MS)40、基站子系統(tǒng)(BSS)30和32以及移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24之間傳送的信號?；究刂破?BSC)34指揮移動站(MS)40開始對鄰近GSM基站收發(fā)機(BTS)進行選通性的搜索，在較短的時間周期中，移動站(MS)40中斷它與基站收發(fā)機(BTS)76的通信來搜索并接收TDMA信號。較佳的是，移動站(MS)40在IS-95標(biāo)準(zhǔn)上操作，該標(biāo)準(zhǔn)使CDMA傳輸在20ms幀的持續(xù)期間成為空閑，在該期間可以發(fā)送GSM TDMA鄰近掃描而基本上不中斷CDMA話音通信。另一方面，在其它CDMA標(biāo)準(zhǔn)下也可以引入這種空閑周期。又另一方面，如上所述，移動站(MS)40可以包括為了這個目的而可以同時使用的分立的TDMA和CDMA收發(fā)機。
較佳的是，基站控制器(BSC)34向移動站(MS)40提供鄰近GSM TDMA小區(qū)(諸如那些與基站收發(fā)機(BTS)78和80相關(guān)的小區(qū))的頻率表。這種表對于減少搜索和找到基站收發(fā)機(BTS)78所需要的時間是有用的，因為移動站(MS)40只要在表上的小區(qū)的頻率下進行搜索。當(dāng)移動站(MS)40從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，要更新該表，而在TDMA和CDMA基站之間的切換期間，保存所述表。
當(dāng)移動站(MS)40在基站收發(fā)機(BTS)78的頻率處接收到一個信號時，它試圖對在信號中的GSM頻率校正(FCCH)信道和同步(SCH)信道進行解碼。完成這種解碼可能要用數(shù)個選通的CDMA空閑周期。一旦成功地完成了解碼，移動站(MS)40表TDMA信號的功率電平，并把它與GSM小區(qū)標(biāo)識符一起向基站子系統(tǒng)(BSS)32報告。根據(jù)這個信息，基站子系統(tǒng)(BSS)確定是否要以及何時發(fā)生切換。在一個合適的時間處，基站子系統(tǒng)(BSS)32啟動到移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24的切換請求。移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24把切換請求傳送到確認(rèn)該請求的GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30。然后，基站子系統(tǒng)(BSS)30通過移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24和CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32把切換命令傳送到移動站(MS)40，以及GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30開通與移動站(MS)的新的話務(wù)信道(TCH)。此時，完成了切換，并把移動站(MS)40切換到基站收發(fā)機(BTS)78。
無論何時來自GSM基站收發(fā)機(BTS)78的信號變得比CDMA基站收發(fā)機(BTS)76的信號更強，都可能發(fā)生讀啟動切換的判定，但是最好應(yīng)用其它準(zhǔn)則。例如，由于CDMA信道一般比GSM信道提供較佳的傳輸質(zhì)量，最好只在當(dāng)GSM信號比CDMA信號強某個預(yù)定的加權(quán)因子時才啟動切換。在系統(tǒng)20中可以對因子預(yù)先編程，或可以由移動站(MS)40的用戶設(shè)置。根據(jù)諸如移動站(MS)的地理位置和在系統(tǒng)中的CDMA信道和TDMA信道上的相對話務(wù)量之類的參數(shù)可以動態(tài)地調(diào)節(jié)所述因子。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的示意方框圖，示出在系統(tǒng)20中的信號流(圖1)，與把時刻信息提供給在系統(tǒng)中的相關(guān)的GSM基站控制器(BSC)和基站收發(fā)機(BTS)相關(guān)。通常，不把時刻通知在系統(tǒng)20中的GSM基站子系統(tǒng)(BSS)，因為GSM標(biāo)準(zhǔn)不要求這個信息。另一方面，IS-95標(biāo)準(zhǔn)要求CDMA基站同步，因為這種同步對于信號的識別和解碼以及對于小區(qū)之間的軟切換是必需的。因此，對于從TDMA基站收發(fā)機(BTS)78到CDMA76的移動站(MS)40的移動輔助切換(如在圖4A中所示，但是切換箭頭方向相反)，系統(tǒng)20必須提供時刻。
圖5的方法通過使用小區(qū)廣播中心(CBC)28在系統(tǒng)上廣播時刻，允許在系統(tǒng)20中提供時刻而不需要改變在移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24或在GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30或基站收發(fā)機(BTS)78和80中的硬件或軟件，所述小區(qū)廣播中心(CBC)28是公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)22的標(biāo)準(zhǔn)部分。通常，小區(qū)廣播中心(CBC)28根據(jù)GSM接口標(biāo)準(zhǔn)03.41和03.49提供小區(qū)廣播業(yè)務(wù)(CBS)，使—般短消息可以廣播而不確認(rèn)系統(tǒng)20中所定義的地理區(qū)域。當(dāng)移動站(MS)40在等待、或空閑模式(即，當(dāng)移動站(MS)沒有包括在一個電話呼叫中時)時，它接收該消息。然而，為了提供時刻的目的，較佳的是，移動站(MS)40不但在它空閑時能夠接收小區(qū)廣播中心(CBC)消息，如上面GSM標(biāo)準(zhǔn)所述，而且也可以以專用模式(即，在電話呼叫期間)接收消息。如在圖2B中所示，當(dāng)移動站(MS)只包括單個無線電發(fā)射機和接收機時，特別需要使用小區(qū)廣播中心(CBC)把時刻信息提供給移動站(MS)40；當(dāng)使用一個用于CDMA和另一個用于TDMA的雙無線電時，在TDMA無線電用于電話呼叫的同時，CDMA無線電可以接收時刻。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，還使用小區(qū)廣播中心(CBC)消息來啟動移動站(MS)40搜索鄰近小區(qū)，如上參考圖4B所述。
使一個配備GPS(全球定位系統(tǒng))接收機91的特殊移動站(MS)90位于需要時刻的系統(tǒng)20的一個或多個GSM/TDMA小區(qū)中。在圖5中，根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)，移動站(MS)90從接收機91接收時刻，并根據(jù)基站收發(fā)機(BTS)78發(fā)送的同步信號，把該時間與當(dāng)前TDMA幀號的標(biāo)識符相關(guān)。另一方面，可以把移動站(MS)90配置成從CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)接收時刻，在這種情況下不需要GPS接收機91。
移動站(MS)90開通經(jīng)由基站收發(fā)機(BTS)78、基站控制器(BSC)77、移動—業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24和PSTN/PDN 48到小區(qū)廣播中心(CBC)28的數(shù)據(jù)呼叫，并把小區(qū)標(biāo)識符和相應(yīng)的當(dāng)前時刻和幀號發(fā)送到小區(qū)廣播中心(CBC)。另一方面，移動站(MS)90可以通過任何其它合適的方法傳送信息，諸如使用GSM短消息業(yè)務(wù)(SMS)。然后，小區(qū)廣播中心(CBC)28把該消息在小區(qū)廣播系統(tǒng)(CBS)上發(fā)送到小區(qū)，從而即使移動站(MS)40正在GSM/TDMA模式中操作，它也接收時刻。因此，當(dāng)移動站(MS)40要切換到CDMA基站收發(fā)機(BTS)76時，不需要從CDMA基站收發(fā)機(BTS)獲得同步/時刻信息，并且切換可以進行得更快和更平滑。
把時刻引入系統(tǒng)20對于系統(tǒng)本身的GSM部分還有不用連接到CDMA切換的好處。例如，移動站(MS)40可以把它的時刻發(fā)送到不同的GSM基站收發(fā)機(BTS)78和80，并且可以測量從移動站(MS)到每個基站收發(fā)機(BTS)的時間延遲而用來確定移動站(MS)的位置。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，在網(wǎng)絡(luò)中的重疊的GSM/TDMA小區(qū)92和CDMA小區(qū)94的示意圖，示出從GSM基站收發(fā)機(BTS)78到CDMA基站收發(fā)機(BTS)76的移動輔助切換方面。系統(tǒng)20的操作者將理解，當(dāng)使移動站(MS)40位于在圖6中所示小區(qū)1-5中的任何小區(qū)時，可以發(fā)生TDMA/CDMA切換。因此，小區(qū)廣播中心(CBC)28將把小區(qū)廣播系統(tǒng)(CBS)消息廣播到在這些小區(qū)中的所有雙-模式(GSM/CDMA)移動站(MS)，包括下列信息和指令·移動站(MS)開始搜索CDMA信號(搜索觸發(fā))。
·在重疊和鄰近小區(qū)中的CDMA基站收發(fā)機(BTS)頻率。
·根據(jù)GSM移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24，GSM映射CDMA小區(qū)94。
·用當(dāng)前TDMA幀號(較佳的是，從移動站(MS)90得到的)識別時刻，雖然也可以用其它方法來提供時刻。
·任意地，如上所述，CDMA信號強度乘以一個因子，用于與TDMA信號進行比較。
在小區(qū)6-10中不需要廣播這種消息。此外，可以理解，只對雙-模式移動站(MS)編程以接收和翻譯該消息，而通常的GSM/TDMA移動站(MS)將把它忽略。小區(qū)廣播系統(tǒng)(CBS)消息觸發(fā)雙-模式移動站(MS)，并使之收集信息和把信息提供到GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30和移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24，用于促進CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)中之一進行切換，不象在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)建議的混合GSM/CDMA系統(tǒng)那樣。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的方框圖，示出在系統(tǒng)20中的信號流，所述系統(tǒng)20是與從基站收發(fā)機(BTS)78到基站收發(fā)機(BTS)76的移動輔助切換相關(guān)的。如上參考圖6所述，從發(fā)送搜索觸發(fā)和其它信息而開始切換。無論何時移動站(MS)40在GSM小區(qū)1-5之一中(圖6)，或響應(yīng)于某些其它預(yù)編程的條件，基站收發(fā)機(BTS)78都周期性地發(fā)送搜索觸發(fā)。
一旦接收到觸發(fā)時，移動站(MS)40就切斷它與基站收發(fā)機(BTS)78的TDMA話務(wù)，并在短時間內(nèi)(最好是約5毫秒)把它的接收機調(diào)諧到合適的CDMA頻率。然后，在移動站(MS)已經(jīng)恢復(fù)與基站收發(fā)機(BTS)78的通信之后，為了識別它已經(jīng)接收到傳輸?shù)幕臼瞻l(fā)機(BTS)的導(dǎo)頻波束，例如來自基站收發(fā)機(BTS)76的，它試圖對它接收到的任何CDMA信號進行解碼。如上所述，在系統(tǒng)20中映射基站收發(fā)機(BTS)76，好象它是傳統(tǒng)的GSM/TDMA基站收發(fā)機(BTS)那樣。因此，移動站(MS)40把表示它從基站收發(fā)機(BTS)76接收到的信號的功率(任意地乘以如上所述的相對CDMA/TDMA加權(quán)因子)的報告消息和基站收發(fā)機(BTS)76的GSM系統(tǒng)映射標(biāo)識符一起發(fā)送回GSM基站收發(fā)機(BTS)78。從GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30和移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24的觀點看來，移動站(MS)40在這種情況下發(fā)送的消息和將作為通常GSM鄰近掃描的結(jié)果來發(fā)送的消息之間基本上沒有差異。
繼續(xù)進行測量和報告的過程直到基站子系統(tǒng)(BSS)30確定移動站(MS)40應(yīng)該切換到基站收發(fā)機(BTS)76。此時，基站子系統(tǒng)(BSS)30把消息傳送到移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24表示要求切換。移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24把切換請求傳送到基站子系統(tǒng)(BSS)32，而基站子系統(tǒng)(BSS)32通過移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24把確認(rèn)發(fā)送回基站子系統(tǒng)(BSS)30。然后，基站子系統(tǒng)(BSS)30給移動站(MS)40一個切換命令，并且在移動站(MS)40和CDMA基站收發(fā)機(BTS)76之間開通一個話務(wù)信道，完成了切換。
因此，上述過程允許以高速度和高可靠性來進行從GSM/TDMA基站子系統(tǒng)(BSS)30到CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)32的移動輔助切換，并且在呼叫中期發(fā)生切換期間，業(yè)務(wù)中斷最少。為了這個切換的目的，在系統(tǒng)20中的GSM小區(qū)接收時刻信息，并把CDMA小區(qū)映射到GSM系統(tǒng)，硬件費用最少和基本上不必對現(xiàn)有的GSM系統(tǒng)元件進行再編程。
即使在GSM基站子系統(tǒng)(BSS)30處沒有時刻信息也可以進行相似地TDMA-CDMA切換過程。在這種情況下，在移動站(MS)40已經(jīng)獲得與基站收發(fā)機(BTS)76相關(guān)的導(dǎo)頻信道信號之后，為了得到時刻信息，它必須調(diào)諧到基站收發(fā)機(BTS)的CDMA同步信道并對同步信道進行解碼。該操作需要300毫秒時間，在呼叫期間的話音業(yè)務(wù)中產(chǎn)生可察覺的但是仍可容忍的中斷。又另一方面，使用具有兩個收發(fā)機(一個用于TDMA，而另一個用于CDMA)的移動站(MS)可以執(zhí)行相似的切換過程，如上所述。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的示意方框圖，示出在系統(tǒng)中的兩個不同CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)101和103之間的切換?；咀酉到y(tǒng)(BSS)101包括基站控制器(BSC)102和多個基站收發(fā)機(BTS)106和108；而基站子系統(tǒng)(BSS)103包括基站控制器(BSC)104和多個基站收發(fā)機(BTS)110和112?；咀酉到y(tǒng)(BSS)101和103基本上與基站子系統(tǒng)(BSS)32相似，并可以與其互換，如在圖1中所示和如上所述，而且它們通過GSM A-接口與GSM移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24進行通信。雖然在兩個CDMA基站子系統(tǒng)(BSS)之間發(fā)生切換，但是從系統(tǒng)的觀點看來，這是在兩個GSM基站子系統(tǒng)(BSS)之間的切換，其中移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24分別映射基站收發(fā)機(BTS)108和110作為GSM小區(qū)。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例的示意圖，示出在切換的過程中，圖8所示的系統(tǒng)20的元件之間的信號流。當(dāng)移動站(MS)40向基站子系統(tǒng)(BSS)101報告它已經(jīng)接收到來自基站收發(fā)機(BTS)110的信號，而且所述信號比基站收發(fā)機(BTS)108的信號具有較高的功率電平時，觸發(fā)切換。然后，基站子系統(tǒng)(BSS)101把標(biāo)準(zhǔn)GSM切換-要求消息發(fā)送到移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24，指定基站收發(fā)機(BTS)110的GSM小區(qū)標(biāo)識符作為切換所要求的新的小區(qū)分配。移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24把切換請求發(fā)送到基站子系統(tǒng)(BSS)103，它把密封了RI L3-RR(RIL3-無線電資源)切換命令的確認(rèn)發(fā)送到移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)作為響應(yīng)，所述RIL3-RR切換命令傳送回基站子系統(tǒng)(BSS)101。因此，在基站子系統(tǒng)(BSS)101和103之間發(fā)送的所有消息符合A-接口要求，而且把與IS-95相關(guān)的CDMA參數(shù)映射到相應(yīng)的GSM參數(shù)，例如，在CDMA到GSM全速率聲碼器中的13K QCELP型聲碼器的標(biāo)識符。通過移動-業(yè)務(wù)交換中心(MSC)24傳送的切換請求、確認(rèn)和命令基本上沒有改變。
在接收到切換命令之后，老基站子系統(tǒng)(BSS)101把無線電資源(RR)切換命令消息發(fā)送到移動站(MS)40，從而影響對新基站子系統(tǒng)(BSS)103的切換。到移動站(MS)40的消息包括·根據(jù)CDMA標(biāo)準(zhǔn)的新的長碼屏蔽
·額定功率電平參數(shù)·幀偏離·碼信道·層2確認(rèn)編號·前向話務(wù)信道功率控制參數(shù)·前置碼的數(shù)·新的頻帶級和頻率雖然上面參考特定混合GSM/CDMA系統(tǒng)描述了較佳實施例，但是可以理解，可以也相似地施加本發(fā)明的原理以實現(xiàn)在其它混合通信系統(tǒng)中的移動輔助切換。此外，雖然較佳實施例參考特定的基于TDMA-和CDMA-的通信標(biāo)準(zhǔn)，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員將理解，這里所描述的方法和原理也可以同數(shù)據(jù)編碼和信號調(diào)制的其它方法一起使用。本發(fā)明的范圍不但包括上述完整系統(tǒng)和通信過程，而且還包括這些系統(tǒng)和過程，以及它們的組合和子-組合的各種創(chuàng)造性的元件。
因此可以理解，引用上述較佳實施例是為了舉例，本發(fā)明的完整的范圍僅受權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種在GSM電信系統(tǒng)中用于移動無線電信的設(shè)備，包括小區(qū)廣播中心，它在小區(qū)廣播系統(tǒng)上廣播消息；以及移動臺，當(dāng)它在專用模式中通信時接收消息，實質(zhì)上不終止專用模式通信。
全文摘要
一種移動無線電信系統(tǒng)包括根據(jù)第一空中接口操作的第一類基站和根據(jù)第二空中接口操作的第二類基站。提供方法和裝置，用于使在系統(tǒng)中的移動站從第一類的第一基站切換到第二類的第二基站。在移動站和第一基站之間的第一空中接口上建立通信鏈路。根據(jù)移動站在第二空中接口上從第二基站接收到的信號，從移動站接收數(shù)據(jù)而基本上不斷開與第一基站的通信鏈路。根據(jù)從那里接收到的數(shù)據(jù)使移動站從第一基站切換到第二基站。
文檔編號H04B7/26GK1984497SQ20061017283
公開日2007年6月20日 申請日期1999年7月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月20日
發(fā)明者R·內(nèi)弗奧, M·瓦庫連科, B·E·布里格, W·加德納, D·卡斯皮, A·門德爾森, S·科洛爾, S·里茲利, I·凱斯勒, A·萊維, D·夏德爾曼, Y·里莫尼 申請人:高通股份有限公司