專利名稱：移動通信系統(tǒng)中使移動臺從第一信道切換到第二信道的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)系到移動通信系統(tǒng)中用于使移動臺從正在服務(wù)的基臺的第一信道切換到預(yù)定的基臺的第二信道的方法。該方法也包括移動臺從正在服務(wù)的基臺的第一信道切換到其第二信道。移動臺以第一信道上的第一傳輸相位傳輸，所述第二信道已準備好轉(zhuǎn)而進行與以第二傳輸相位傳輸?shù)乃鲆苿优_的通信。本發(fā)明也關(guān)系到實施本方法的裝置。
背景技術(shù)：
在移動通信系統(tǒng)中，例如蜂窩式移動無線電系統(tǒng)中，網(wǎng)孔之間的越區(qū)切換是正在通信的電話從一個網(wǎng)孔內(nèi)的一個基臺到另一個網(wǎng)孔內(nèi)的一個基臺的實際切換，而網(wǎng)孔內(nèi)的切換是從一個共同的基臺的一個信道到其另一個信道的連接的實際切換。
網(wǎng)孔之間的越區(qū)切換是為了實現(xiàn)基臺的改變而進行的，例如由于移動臺在蜂窩環(huán)境下移動而造成的，或者是為了從高負荷的基臺到低負荷基臺重新安排某些通信業(yè)務(wù)量。
網(wǎng)孔內(nèi)的切換將在，例如，當前所用信道上通信質(zhì)量下降到最低可接受的質(zhì)量時發(fā)生，或者當電話建立過程期間，移動臺從控制信道切換到通信業(yè)務(wù)信道。
當網(wǎng)孔間或網(wǎng)孔內(nèi)的切換是在非同步信道之間或?qū)σ苿优_來說具有未知的相位差的信道之間進行時，移動臺必須使自己重新同步到新的信道上。該重新同步過程要花費可觀的時間，例如200毫秒，導(dǎo)致語音信號的不可忽略的中斷，它會使正在進行的通話造成令人不快的打擾。
專利申請WO9222966描述了在蜂窩式移動無線電話系統(tǒng)中用于在移動臺最初設(shè)置時間對準參量的方法，該方法包括以下步驟，對在所要求的基臺的新的業(yè)務(wù)通道上通信期間所使用的最佳時間對準參量進行估算，把所估計的時間對準參量傳輸給移動臺，以及在移動臺中設(shè)置時間對準值。
專利申請EP0430106A2描述了在移動電話系統(tǒng)中藉使用有兩個本振的移動臺進行切換的方法。由于有了兩個本振，就有可能在以第一信道接收的同時，以另一個信道進行傳輸。這就可減少完成切換的持續(xù)時間。
發(fā)明公開本發(fā)明的目的是給出一種用于加速基臺之間切換過程的方法和裝置。進一步的目的是藉加速從控制信道切換到業(yè)務(wù)信道的過程達到加速建立連接的過程。更進一步的目的是在共同的基臺中加速業(yè)務(wù)信道之間的切換，以避免切換過程中的通信中斷，以及避免重新同步的過程。
這些可藉助于按照本發(fā)明的方法得以達到，此方法主要是，在切換前所述的預(yù)定的基臺調(diào)諧到所述的移動臺以確定在所述的第一傳輸相位和所述第二傳輸相位之間的時間偏差，以及在切換過程中，把所述移動臺的傳輸相位按所確定的相對于第一傳輸相位的時間偏差進行移相。
這些也是藉助于按照本發(fā)明的裝置得以達到，此裝置包括在所述預(yù)定的基臺中提供的時間偏差確定裝置，它適合于調(diào)諧到所述移動臺，以便在切換前確定在所述第一傳輸相位與所述第二傳輸相位之間的相對時間偏差;以及時間移相裝置，用于在切換過程中，把所述移動臺的傳輸相位按相對于第一傳輸相位的所述所確定的時間偏差進行移相。
可使用本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)的例子有利用頻分(FDMA)、時分(TDMA)和碼分(CDMA)的系統(tǒng)以及被稱作為DECT的系統(tǒng)(歐洲數(shù)字無繩電話)。
本發(fā)明的優(yōu)點之一是避免了重新同步的過程，這就導(dǎo)致了計算量的減少，節(jié)省了計算機容量。另一個優(yōu)點是改善了語音質(zhì)量，這是由于避免了語音信道的中斷。
附圖的簡述下面將參照附圖更詳細的描述本發(fā)明，其中

圖1是表示移動無線電系統(tǒng)的示意圖;
圖2a-2e表示了圖1的移動無線電系統(tǒng)中切換時所發(fā)生的示例性的不同的傳送相位;
圖3表示了在進行切換時確定信號強度的示意圖;
圖4顯示了表示時間移相裝置和時間偏差確定裝置的兩個方框圖，以及圖5表示了說明按照本發(fā)明的加速切換過程的方法的流程圖。
實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方式圖1是表示移動無線電系統(tǒng)的示意圖，其中利用了按照本發(fā)明的方法和裝置。
圖1所示的移動無線電系統(tǒng)包括兩個基臺BS1和BS2，它們分別位于相鄰的兩個網(wǎng)孔C1和C2中。
基臺BS1和BS2都用電纜連接到移動通信服務(wù)交換中心MSC或用于蜂窩通信的其它類型的交換/控制單元，例如基臺控制器(BSC)、移動電話交換局(MTSO)等。
移動通信服務(wù)交換中心MSC也是以已知的方式用電纜連接到固定的公共交換電話網(wǎng)PSTN。
應(yīng)該理解到，將有此所示的多得多的基臺被連接到移動服務(wù)交換中心MSC。
圖1中只表示了單個移動臺MS。然而，應(yīng)該理解到將有多得多的移動臺出現(xiàn)在在按照圖1的移動無線電系統(tǒng)中。
假定移動臺MS正在以數(shù)字業(yè)務(wù)信道CH1與當時正在服務(wù)的基臺BS1通信，并以傳輸相位TO(如圖2a所示)傳輸。在圖2a-2e中，時間以τ表示。移動臺MS的發(fā)送在基臺BS1中以傳輸相位T1被接收，并以傳播延時量d1而延遲，如圖2c所示。
基臺BS1藉助于監(jiān)測例如信號強度和/或誤碼率等來管理信道CH1。
圖3顯示了基臺BS1和BS2發(fā)射的信號強度SS隨移動臺MS離開基臺BS1的位置而變化的示意圖。
移動臺監(jiān)測基臺BS1的信道CH1的質(zhì)量(例如信號強度)和基臺BS2的信道CH2的質(zhì)量。
移動臺MS與基臺BS1之間的距離以x表示。曲線S1表示基臺BS1的信號強度，而曲線S2表示基臺BS2的信號強度。移動臺MS經(jīng)過業(yè)務(wù)信道CH1與基臺BS1相連接，而且它朝著基臺BS2的方向移動。在第一位置x1處，基臺BS1發(fā)出的信號強度是S11而基臺BS2發(fā)出的信號強度是S21。由于信號強度S11大于信號強度S21，移動臺與基臺BS1的通信繼續(xù)保持著。在第二位置x2處，基臺BS1發(fā)出的信號強度S12小于基臺BS2發(fā)出的信號強度S22，導(dǎo)致了從基臺BS1到基臺BS2的切換。移動臺BS定期地測量從基臺來的信號強度，并通過控制信道(例如GSM系統(tǒng)的SACCH信道)把測量結(jié)果報告給移動通信系統(tǒng)。此結(jié)果能夠例如經(jīng)過控制信道被送到基臺BS1和BS2，或被送到用于蜂窩通信的任何其它類型的交換/控制單元，諸如基臺控制器(BSC)、移動電話交換局(MTSO)等。
對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說應(yīng)當是很明顯的，移動臺MS能以任何方式，例如藉助于上述相類似的方式測量誤碼率(BER)而不是信號強度來監(jiān)測信道CH1的質(zhì)量。
當移動臺MS經(jīng)過信道CH1連接時，移動臺MS例如藉助于測量誤碼率和/或在信道CH1上的接收信號強度來監(jiān)測信道CH1的質(zhì)量。另外，應(yīng)當測量在某些已知信道(例如位于鄰近網(wǎng)孔的信道CH2)上的接收信號強度和/或誤碼率，例如測量網(wǎng)孔C2中基臺BS2發(fā)出的信號強度S21。在移動臺MS中的這些測量是從例如基臺BS1發(fā)起的。
在基臺BS1或移動服務(wù)交換中心MSC中，藉監(jiān)測接收信號強度和/或由移動臺MS通過控制信道所報告的誤碼率，對各信道的測量值進行比較。
如果比較結(jié)果表明，在同一基臺BS1的另一個信道上或借助另一個基臺(例如基臺BS2)的一個信道上能有更好的連接被提供，那么基臺BS1就向移動通信服務(wù)交換中心MSC發(fā)出一個切換請求信號。在后一種情況，基臺BS2就作為預(yù)定基臺起作用，將奉命轉(zhuǎn)而以信道CH2與移動臺MS實行通信。
在另一種優(yōu)選實施例中，與當前正在服務(wù)的基臺BS1相鄰的基臺調(diào)諧到當前正被移動臺MS使用的信道CH1上，并且測量接收信號強度。測量結(jié)果被報告給移動通信服務(wù)交換中心MSC。如果比較結(jié)果表明用另一個基臺能工作得更好，那么就將實行對該基臺的切換。
在圖2a-2e中，方脈沖表示在TDMA(時分多址)系統(tǒng)中的相位信號，即使如此這些圖也能代表其它系統(tǒng)，例如利用頻分(FDMA)、碼分(CDMA)的系統(tǒng)以及所謂的DECT系統(tǒng)。
移動臺MS在信道CH2上所要求的傳輸相位T2(如圖2b所示)與移動臺MS在信道CH1上的傳輸相位TO(如圖2a所示)相間隔一個時間偏差T。圖2d上顯示了基臺BS2所接收到移動臺MS的、延遲了一個傳播時延d2的、在信道CH1上的傳輸相位T3。圖2e上顯示了基臺BS2所想要接收的、移動臺MS的、延遲了一個傳播時延d2的傳輸相位T4。
如圖所示，移動臺MS在信道CH2上的所想要的傳輸相位(圖2b)與移動臺MS在信道CH1上的傳輸相位(圖2a)之間的時間偏差相同于基臺BS2所想要接收的移動臺MS在信道CH2上的傳輸相位(圖2e)與基臺BS2所接收到移動臺MS在信道CH1上的傳輸相位之間的時間偏差。
根據(jù)本發(fā)明，基臺BS2所接收的移動臺MS在信道CH1上的傳輸相位T(圖2d)與基臺BS2所要正確地接收到的移動臺MS在信道CH2上所需要的傳輸相位(圖2e)之間的時間偏差將由基臺BS2中的調(diào)諧到移動臺MS的時間偏差確定裝置TODM所確定。時間偏差確定裝置TODM將在描述圖4時加以解釋。
在切換之前，先把時間偏差T告知移動臺MS，或把允許移動臺MS建立時間偏差T的信息提供給移動臺MS，例如，基臺BS2通知移動通信服務(wù)交換中心MSC，MSC又通知基臺BS1，BS1再把有關(guān)時間偏差的信息告知移動臺MS。該信息可藉使用控制信道(例如SACCH信道)進行傳輸。
在切換過程中，也就是當移動臺MS開始與基臺BS2通信時，移動臺MS奉命按照圖2a將傳輸相位TO按所確定的時間偏差T移相，以適合于根據(jù)圖2b的信道CH2上的傳輸相位T2。
為達到這一點，移動臺MS上設(shè)有時間移相裝置TSM，它適用于將移動臺MS的傳輸相位按所確定的時間偏差T移相。時間移相裝置TSM將在下面描述圖4時加以解釋。
藉此，移動臺MS的傳輸相位將適應(yīng)于信道CH2上正確的傳輸相位，而不需要在信道CH2上開始傳輸之前重新同步。
圖4顯示了時間偏差確定裝置TODM，它包含相關(guān)器10、時間測量裝置12、以及時間計算裝置14。相關(guān)器10從移動通信系統(tǒng)獲取移動臺MS同步字16，并從移動臺MS接收解調(diào)數(shù)據(jù)24。相關(guān)器10在其輸出端產(chǎn)生相關(guān)器觸發(fā)脈沖18，它被時間測量裝置12所接收。此裝置12也接收相應(yīng)于預(yù)定信道CH2的幀定時觸發(fā)脈沖。裝置12在其輸出端產(chǎn)生時間值20，它表示在幀定時觸發(fā)脈沖26與相關(guān)器觸發(fā)脈18之間的時間。該時間值20被時間計算器置14所接收，在該裝置中完成了時間偏差的計算并在其輸出端上產(chǎn)生時間偏差22。時間偏差22實質(zhì)上等同于圖2中的時間偏差T。
當預(yù)定基臺BS2核實移動臺MS時，它就從移動通信系統(tǒng)獲取同步字。
圖4也顯示了時間移相裝置TSM，它包含觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器2，該產(chǎn)生器2接收來自移動臺MS的內(nèi)部時鐘信號8以及偏差值6。偏差值6取決于在圖4中上述的所計算的時間偏差22。觸發(fā)脈沖產(chǎn)生器2在其輸出端產(chǎn)生起始突發(fā)觸發(fā)脈沖4。藉改變偏差值6，觸發(fā)脈沖的定時(也就是脈沖串的相位)可以被移相，因此，可以控制起始突發(fā)觸發(fā)脈沖4。起始突發(fā)觸發(fā)脈沖4被用來起動和同步移動臺MS的傳輸。
在本發(fā)明的實施例中，時間移相裝置TSM被安裝在移動臺MS中，但它也可裝在其它地方，例如在基臺中或在移動通信服務(wù)交換中心MSC中。時間移相裝置TODM位處在預(yù)定的基站BS2之中，但也可裝在移動通信系統(tǒng)中的其他地方，例如移動臺MS中。
在描述圖4時所使用的同步字、時間偏差、幀以及其它表達方式都是本專業(yè)的普通技術(shù)人員所公知的表達方式，在標準TIA-IS-54中均已有描述。
圖5顯示了用來說明按照本發(fā)明的加速切換過程的方法的流程圖。按照圖1，基臺BS1正在服務(wù)于移動臺MS，而基臺BS2作為預(yù)定基臺。流程圖起始于步驟46。接著，在步驟30，移動通信系統(tǒng)檢測到移動臺MS的要從正在服務(wù)的基臺BS1切換到預(yù)定的基臺BS2的請求。檢測可藉測量信號強度來完成，就如在上面描述圖3時已解釋的那樣。在步驟32，系統(tǒng)要求預(yù)定的基臺BS2去核實移動臺MS，這是公知的程序。在核實時，預(yù)定的基臺BS2調(diào)諧到移動臺MS的頻率并且鎖定在同步字上。在步驟34，預(yù)定的基臺BS2也可有選擇地核實移動臺MS的標識。流程圖繼續(xù)到步驟36。在此步驟，預(yù)定的基臺BS2確定為了能適合于預(yù)定基臺BS2的新信道的幀定時，移動臺MS必須使幀定時移相多少時間，步驟36定在時間偏差確定裝置TODM中進行的。就如在上面描述圖4時所說明的那樣，在步驟36以后進到步驟38，在此步驟中，預(yù)定基臺BS2把在步驟36中所確定的時間偏差T報告給移動通信系統(tǒng)，例如，報告給移動通信服務(wù)交換中心MSC，或者在GSM系統(tǒng)中報告給能控制幾個基臺的基臺控制器(BSC)。在步驟40中，正在服務(wù)的基臺BS1把所述的時間偏差包括到送往移動臺MS的切換命令中。接著，在步驟42，移動臺MS移到新的頻率，并且藉助于使用所述的時間偏差，把它的短脈沖串結(jié)構(gòu)移相，以便不要進一步測量就能立刻傳輸。移相是在上述的時間移相裝置TSM中完成的。在步驟44，完成了移動臺MS從正在服務(wù)的基臺BS1到預(yù)定基臺BS2的切換。在步驟44后面接著是步驟48，它就是流程圖的終結(jié)。
根據(jù)本發(fā)明，預(yù)定的基臺BS2藉監(jiān)測在移動臺MS與正在服務(wù)的基臺BS1之間的傳輸來測量時間偏差T，移動臺MS必須把傳輸相位移相這一時間偏差T，以適合預(yù)定基臺BS2的定時。所測量的時間偏差T既包括了正在服務(wù)的基臺BS1和預(yù)定的基臺BS2之間的定時的差值，也包括了由于移動臺MS離開各自的基臺BS1和BS2的距離的不同而引起的正在服務(wù)的連接與預(yù)定的連接之間傳輸延時的差值。
移動臺MS接收了包含新信道和所測量的時間偏差T的切換命令。移動臺也單獨地接收了用于新連接時的時間對準的估計值。由于用于移動臺傳輸?shù)恼_的短脈沖串信號同步所需要的時間偏差已這樣給定，移動臺MS不需要在發(fā)送任何相位信號之前再進行重新同步。
如果在同步系統(tǒng)中使用了按照本發(fā)明的方法，也就是基臺BS1和BS2具有相同的定時，那么另一個優(yōu)點就是，所測量的時間偏差將是在當前的連接與預(yù)定的連接之間的時間對準的正確差值。這樣，新連接的正確的(而不是估計的)時間對準值就能夠計算。
按照本發(fā)明，在移動臺MS與基臺BS建立連接的過程中，也能使用類似的步驟。在這種連接建立期間，移動臺MS從同一個基臺的控制信道到例如數(shù)字業(yè)務(wù)信道的切換將是整個過程的一部分。如上所述，這種切換是網(wǎng)孔內(nèi)切換的一種可能的型式。另外，在這種情況下以及對于網(wǎng)孔內(nèi)切換的其它類型(例如在網(wǎng)孔內(nèi)的兩個業(yè)務(wù)信道之間的切換)來說，將可避免費時的移動臺MS重新同步過程。
在同一基臺地網(wǎng)孔內(nèi)切換的上述情況中，假定了這些信道是非同步的，和/或這些信道對移動臺MS而言具有未知的相位差。
在切換時，控制移動臺MS的傳輸相位移相的時間偏差T并不必須是“精確”的，如果時間偏差能如此良好地控制移動臺，即該移動臺的信號不和其它移動臺的信號相沖突，以及如果時間偏差有可能把移動臺的傳輸相位控制在能立刻在其中找到同步字的時間窗口，這樣就足夠了。因此所確定的時間偏差必須被量化。
藉助于按照本發(fā)明的方法和裝置，在進行連接的切換時，正在進行的通話的中斷將是非常短的，以致很容易由語音解碼器(圖內(nèi)未示出)掩飾過去，結(jié)果是做到了人耳不易覺察的、或多或少的無接縫的切換。已經(jīng)做到了小于40毫秒的中斷。
在本申請所采用的術(shù)語“切換”(handoff)包括從正在服務(wù)的基臺的第一信道到預(yù)定基臺的第二信道的切換;在基臺與移動臺之間的連接的建立過程中從控制信道到業(yè)務(wù)信道的切換;以及在共同基臺中業(yè)務(wù)信道之間的切換和其它可能的切換。
應(yīng)當理解到，此處所使用的術(shù)語只是為了描述的目的，而不是為了限制。
權(quán)利要求
1.一種用在移動通信系統(tǒng)中使移動臺(MS)從正在服務(wù)的基臺(BS1)的第一信道(CH1)切換到預(yù)定的基臺(BS2)的第二信道(CH2)的方法，所述移動臺(MS)以所述第一信道(CH1)的第一傳輸相位傳輸，所述第二信道(CH2)已準備好轉(zhuǎn)而進行與以第二傳輸相位傳輸?shù)乃鲆苿优_(MS)的通信，其特征在于，在切換前，所述的預(yù)定的基臺(BS2)調(diào)諧到所述的移動臺(MS)以確定在所述的第一傳輸相位和所述第二傳輸相位之間的相對時間偏差，以及在切換過程中，把所述移動臺(MS)的傳輸相位按所確定的相對于第一傳輸相位的時間偏差進行移相。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在切換之前，先把所述的所確定的時間偏差告知移動臺(MS)，或把允許移動臺(MS)建立所述的所確定的時間偏差的信息提供給移動臺(MS)。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，在切換過程中，所述移動臺(MS)把其傳輸相位按所確定的相對于所述第一傳輸相位的時間偏差進行移相。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其中所述正在服務(wù)的基臺和所述的預(yù)定的基臺是同一個單個基臺，其特征在于，所述時間偏差在所述單個基臺中被確定。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的所確定的時間偏差是量化的。
6.一種在移動通信系統(tǒng)中使移動臺(MS)從正在服務(wù)的基臺(BS1)的第一信道(CH1)切換到預(yù)定的基臺(BS2)的第二信道(CH2)的裝置，所述移動臺(MS)以所述第一信道(CH1)的第一傳輸相位傳輸，所述第二信道(CH2)已準備好轉(zhuǎn)而進行與以第二傳輸相位傳輸?shù)乃鲆苿优_(MS)的通信，其特征在于，時間偏移確定裝置(TODM)，被裝設(shè)在所述預(yù)定的基臺(BS2)中，且適合于調(diào)諧到所述的移動臺(MS)，用來在切換前確定在所述的第一傳輸相位和所述的第二傳輸相位之間的相對時間偏差，以及時間移相裝置(TSM)，用來在切換過程中，把所述移動臺(MS)的傳輸相位按所確定的相對于第一傳輸相位的時間偏差進行移相。
7.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，提供這樣的裝置，它可在切換之前把所述的所確定的時間偏差通知移動臺(MS)，或把允許移動臺(MS)建立所述的所確定的時間偏差的信息提供給移動臺(MS)。
8.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，所述時間移相裝置(TSM)被裝在所述移動臺(MS)中，且適合于在切換過程中，把移動臺(MS)的傳輸相位按所確定的相對于第一傳輸相位的時間偏差進行移相。
9.按照權(quán)利要求6的裝置，其中所述正在服務(wù)的基臺和所述的預(yù)定的基臺是同一個單個基臺，其特征在于，所述時間偏差確定裝置裝在所述單個基臺中。
10.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，提供這樣的裝置，它可對所述的所確定的時間偏差進行量化。
全文摘要
用在移動通信系統(tǒng)中使移動臺(MS)從正在服務(wù)的基臺(BS1)的第一信道(CH1)切換到預(yù)定的基臺(BS2)的第二信道(CH2)的方法和裝置，移動臺以第一信道的第一傳輸相位傳輸，第二信道已準備好轉(zhuǎn)而進行與以第二傳輸相位傳輸?shù)囊苿优_的通信。時間偏移確定裝置(TODM)設(shè)在預(yù)定的基臺中且適于調(diào)諧到移動臺，以在切換前確定在第一和第二傳輸相位間的相對時間偏差。
文檔編號H04W36/06GK1103242SQ9419009
公開日1995年5月31日 申請日期1994年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月1日
發(fā)明者N·P·隆德奎斯特, C·H·安德遜 申請人:艾利森電話股份有限公司