СИНХРОНИЗАЦИЯ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ В ГИБРИДНОЙ СЕТИ GSM/МДКР
BASE STATION SYNCHRONISATION FOR HANDOVER IN HYBRID GSM/CDMA NETWORK

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится вообще к радиосвязи и, конкретно, к усовершенствованным сетям сотовой телефонной связи
Уровень техники
Глобальная система мобильной связи (GSM) используется в сетях сотовой телефонной связи во многих странах во всем мире. GSM предлагает пригодный диапазон услуг и стандартов сети. Существующие сети GSM основаны на цифровой технологии связи множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР). В сети сотовой связи, основанной на МДВР, каждое подвижное абонентское устройство взаимодействует только с одной базовой станцией в любое данное время. Когда абонент перемещается из одной сотовой ячейки в другую, происходит «жесткая передача обслуживания», в которой базовая станция, с которой взаимодействовал абонент, прерывает свою линию связи с абонентом, и новая базовая станция приходит на смену.
Множественный доступ с кодовым разделением каналов (МДКР) является усовершенствованной цифровой технологией связи, которая предлагает более эффективное использование полосы радиочастот, чем МДВР, а также более надежную без замирания линию связи между абонентами сотовых телефонов и базовыми станциями. Руководящим стандартом МДКР является международный стандарт IS-95, опубликованный Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (АТП, TIA). Этот стандарт обеспечивает возможность «мягкой передачи обслуживания», в которой при перемещении из одной сотовой ячейки в другую абонентское устройство временно находится в контакте с двумя или более базовыми станциями одновременно. Эта мягкая передача обслуживания, которая становится возможной при подходе с кодовым разделением каналов, уменьшает вероятность потери соединения, которая часто может случаться в жестких передачах обслуживания.
Заявка РСТ/US96/20764 описывает систему радиосвязи, которая использует эфирный интерфейс МДКР (т.е. основные протоколы РЧ (радиочастотной) связи) для того, чтобы реализовать услуги и протоколы сети GSM. Используя эту систему, по меньшей мере, некоторые из базовых станций (БС) МДВР и абонентские устройства существующей сети GSM заменялись бы или дополнялись соответствующим оборудованием МДКР. Базовые станции МДКР в этой системе выполнены с возможностью взаимодействия с центром коммутации мобильной связи (ЦКМС) через стандартный А-интерфейс GSM. Таким образом, поддерживается ядро услуг сети GSM, и переход из МДВР в МДКР является прозрачным для пользователей.
Гибридные сети сотовой связи, объединяющие элементы как GSM, так и МДКР, также описаны в публикациях заявок РСТ WO 95/24771 и WO 96/21999 и в статье Тша и др., озаглавленной «Абонентский сигнальный шлюз между подвижной станцией МДКР и центром коммутации мобильной связи», в трудах 2-ой международной конференции по универсальной персональной связи, Оттава (1993), стр. 181-185. Никакая из этих публикаций не рассматривает специфических вопросов, как выполнять эффективные передачи обслуживания абонентских устройств между различными базовыми станциями в таких гибридных сетях.
Заявка РСТ US 97/00926 описывает способы межсистемной передачи обслуживания между базовыми станциями МДКР и МДВР в гибридной телекоммуникационной системе GSM/МДКР. Базовая станция GSM/МДКР генерирует пилот-сигналы маяка в соответствии с технологией МДКР. Во время телефонного вызова абонентское устройство обнаруживает пилот-сигналы и извещает контроллер базовой станции, что сигналы обнаружены. Затем производится передача обслуживания абонентского устройства из БС МДКР в БС МДВР без прерывания вызова.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание способов и устройства для использования в смешанной сети сотовой связи МДВР/МДКР.
Дополнительной задачей некоторых аспектов настоящего изобретения является создание усовершенствованных способов и устройства, дающих возможность передачи обслуживания абонентского устройства между базовыми станциями МДВР и МДКР без прерывания связи.
В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения смешанная система сотовой связи GSM/МДКР включает в себя базовые станции как МДВР, так и МДКР, совместно управляемые с помощью центра коммутации мобильной связи (ЦКМС). Системы этого типа описаны в целом в вышеупомянутых заявках РСТ, которые включены в настоящее описание в качестве ссылки. Абонентское устройство в системе, также упоминаемое в настоящем описании как подвижная станция (ПС), может взаимодействовать с обоими типами базовых станций с помощью соответствующей коммутации между эфирными интерфейсами МДВР и МДКР, в то же время предпочтительно используя протоколы сети GSM в обоих типах интерфейса. Особенностью предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения является то, что система связи может быть основана на существующей инфраструктуре GSM/МДВР с добавлением подсистем базовых станций (ПБС) МДКР и, по существу, без других модификаций существующей инфраструктуры.
Для того чтобы определить, когда должна произойти передача обслуживания, ПС во взаимодействии с текущей базовой станцией одного типа (МДКР или МДВР) постоянно контролирует РЧ сигналы, происходящие от другой базовой станции, которая может быть базовой станцией другого типа (МДВР или МДКР, соответственно). Последовательность сообщений между текущей базовой станцией и ПС дает возможность ПС запросить соответствующую информацию синхронизации относительно новой базовой станции, и сообщить обратно об этой информации в текущую базовую станцию. Эта информация используется системой для того, чтобы дать возможность ПС установить эфирный интерфейс с новой базовой станцией, после чего происходит передача обслуживания, по существу, без прерывания связи между ПС и сетью.
В контексте настоящей заявки на патент такие передачи обслуживания между базовыми станциями называются как «передачи обслуживания с помощью подвижной станции». Передача обслуживания с помощью подвижной станции используется в системах GSM и МДКР, известных в данной области техники, причем подвижная станция измеряет уровень сигналов и сообщает об уровне сигналов, принятых из приемопередатчика в соседней сотовой ячейке, перед тем, как будет произведена передача обслуживания ПС в эту сотовую ячейку. В гибридных системах GSM, которые предложены в настоящее время, однако, предполагается, что подвижные станции могут принимать сигналы либо от базовой станции МДКР, либо от базовой станции МДВР в любое данное время (или сигнал маяк МДКР, связанный с базовой станцией МДВР, как в вышеупомянутой заявке PCT/US 97/00926), но не оба, и поэтому не могут обеспечить этот тип помощи. Обеспечение помощи подвижной станции в соответствии с принципами настоящего изобретения дает возможность проводить передачи обслуживания более гладко и надежно, чем было бы возможно иначе.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления ПС переключается между работой МДВР и МДКР в ходе телефонного вызова в соответствии с командами, принятыми от базовой станции, с которой устройство находится на связи. Перед тем как должна произойти передача обслуживания, ПС принимает сигналы от обеих базовых станций МДВР и МДКР и сообщает обратно в базовую станцию относительно сигналов, которые она принимает. Таким образом сообщенная информация сообщается обратно в контроллер базовых станций (КБС) и используется им для того, чтобы инициировать передачу обслуживания. Предпочтительно ПС содержит один радиоприемопередатчик и, следовательно, в любой данный момент ПС может взаимодействовать либо с базовой станцией МДВР, либо с базовой станцией МДКР, но не с обеими (в соответствии с принципами IS-95, однако, как описано выше, устройство может взаимодействовать более чем с одной базовой станцией МДКР сразу). Отмечено дополнительно, что каждая базовая станция GSM/МДВР имеет свой собственный генератор синхронизации, с которым синхронизируются ПС, находящиеся с ней на связи, в то время как базовые станции МДКР взаимно синхронизируются в реальном текущем времени. Следовательно, при переключении между станциями МДВР и МДКР ПС в каждом случае получает подходящий тактовый сигнал и синхронизирует свою работу с ним, по существу, без прерывания телефонного вызова.
В некоторых из этих предпочтительных вариантов осуществления ПС находится на связи с базовой станцией МДКР, когда она определяет, что должна быть произведена передача обслуживания устройства в базовую станцию GSM/МДВР. Передача МДКР с помощью приемопередатчика ПС временно прерывается, в течение этого времени устройство выполняет сканирование соседних сотовых ячеек GSM, обычно в соответствии со стандартами GSM, для того чтобы получить и синхронизироваться с базовой станцией МДКР. Предпочтительно передача МДКР прерывается на один кадр, обычно длительностью 20 мс, создавая свободный временной интервал в соответствии со стандартом IS-95. После того как базовая станция МДВР идентифицирована и произведен обмен соответствующими сообщениями, открывается канал трафика между базовой станцией, и ПС переключается в базовую станцию МДВР, в то время как прерывание телефонного вызова, проводимого с помощью ПС, существенно минимизируется.
В других из этих предпочтительных вариантов осуществления ПС находится на связи с базовой станцией МДВР, когда определяется, что может быть произведена передача обслуживания устройства в базовую станцию МДКР. Для того чтобы синхронизироваться со станцией МДКР, ПС запрашивает текущее время, предпочтительно с помощью приема точного текущего времени из базовой станции МДВР, причем сеть GSM снабжена оборудованием, необходимым для того, чтобы генерировать трансляцию текущего времени. Предпочтительно сеть включает в себя систему трансляции ячейки (СТЯ), в соответствии со стандартом GSM, которая используется для приема текущего времени, снабженную, например, глобальной системой позиционирования (ГСП), или принимаемым из одной или более базовых станций МДКР, и транслирует его через сеть в ПС. Альтернативно ПС временно прерывает прием МДВР для того, чтобы получить текущее время станции МДКР и синхронизироваться с ним. Следовательно, несмотря на то, что определенное ухудшение сигнала может возникать из-за потери интервала (интервалов) времени в этом способе, передача обслуживания с помощью подвижной станции из МДВР в МДКР обычно является более надежной и менее беспокойной для пользователя ПС, чем это было бы возможно иначе.
Несмотря на то, что варианты осуществления описаны здесь со ссылкой на ПС, имеющие один приемопередатчик для использования МДВР и МДКР, будет понятно, что принципы настоящего изобретения могут быть аналогично применимы при использовании абонентских устройств и системного технического аппаратного обеспечения других типов, и в частности, при использовании абонентского устройства, имеющего отдельные или частично объединенные приемопередатчики МДВР и МДКР.
Следовательно, предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, способ передачи обслуживания подвижной станции в системе мобильной радиосвязи, которая включает в себя базовые станции первого типа, работающие в соответствии с первым эфирным интерфейсом, и базовые станции второго типа, работающие в соответствии со вторым эфирным интерфейсом, от первой базовой станции, которая является базовой станцией первого типа, во вторую базовую станцию, которая является базовой станцией второго типа, заключающийся в том, что устанавливают линию связи через первый эфирный интерфейс между подвижной станцией и первой базовой станцией,
принимают данные от подвижной станции, реагирующей на сигнал, принятый подвижной станцией через второй эфирный интерфейс от второй базовой станции, по существу, без прерывания линии связи с первой базовой станцией и
передают обслуживание подвижной станции от первой во вторую базовую станцию, реагирующую на данные, принятые от нее.
Предпочтительно при приеме данных осуществляют прием измерения уровня сигнала, а при передаче обслуживания подвижной станции осуществляют сравнение измерений уровней сигналов от первой и второй базовых станций и передачу обслуживания подвижной станции, реагирующей на сравнение. Предпочтительно при приеме данных осуществляют применение весового коэффициента для измерения уровня сигнала, причем при применении весового коэффициента осуществляют изменение коэффициента в соответствии с состоянием сети в системе. Дополнительно предпочтительно при применении весового коэффициента осуществляют передачу весового коэффициента через линию связи в подвижную станцию, которая применяет весовой коэффициент для измерения.
Предпочтительно при приеме данных осуществляют прием идентификации второй базовой станции на основании декодирования подвижной станцией сигнала, принятого через второй эфирный интерфейс.
В предпочтительном варианте осуществления передают от первой базовой станции в подвижную станцию список частот базовых станций второго типа в системе, так что подвижная станция пытается принять сигнал на частоте в списке.
Предпочтительно при передаче обслуживания подвижной станции осуществляют передачу команды передачи обслуживания от первой базовой станции. В предпочтительном варианте осуществления при передаче обслуживания подвижной станции осуществляют посылку начальной передачи через второй эфирный интерфейс, реагирующий на команду передачи обслуживания, при этом осуществляют повторный запрос линии связи через первый эфирный интерфейс, если начальная передача через второй эфирный интерфейс принята неуспешно.
Предпочтительно при передаче команды передачи обслуживания осуществляют передачу команды через первый эфирный интерфейс, который формирует пакет параметров, относящихся ко второму эфирному интерфейсу. Более предпочтительно при передаче команды осуществляют передачу команды в соответствии со стандартом GSM, который формирует пакет данных параметров, определенных в соответствии со стандартом IS-95, причем сформированные в пакет параметры включают в себя длинный код IS-95.
Предпочтительно при установлении линии связи и приеме данных, реагирующих на сигнал, осуществляют установление линии связи и прием сигнала в подвижной станции, используя один РЧ приемопередатчик в подвижной станции.
В предпочтительном варианте осуществления один из первого и второго эфирных интерфейсов включает в себя интерфейс МДВР, а другой из интерфейсов включает в себя интерфейс МДКР, причем интерфейс МДВР предпочтительно включает в себя интерфейс GSM, и при этом интерфейс МДКР сконфигурирован для передачи сообщений сети GSM.
Предпочтительно при установлении линии связи осуществляют использование одного уровня протокола управления радиоресурсом для того, чтобы управлять первым эфирным интерфейсом, и при этом при передаче обслуживания подвижной станции осуществляют использование одного уровня протокола управления радиоресурсами для того, чтобы управлять вторым эфирным интерфейсом.
Дополнительно предпочтительно при приеме данных от подвижной станции осуществляют определение области перекрытия между первой зоной, обслуживаемой первым эфирным интерфейсом, и второй зоной, обслуживаемой вторым эфирным интерфейсом, и запускают подвижную станцию для того, чтобы принять данные, когда подвижная станция находится в области перекрытия.
В предпочтительном варианте осуществления первый эфирный интерфейс включает в себя интерфейс МДКР, и при этом второй эфирный интерфейс включает в себя интерфейс GSM/МДВР, а при приеме данных от подвижной станции осуществляют стробирование подвижной станции для прерывания линии связи МДКР так, чтобы принять и декодировать сигнал GSM/МДВР. Предпочтительно при стробировании подвижной станции осуществляют прерывание связи МДКР в течение длительности кадра IS-95, причем при приеме данных осуществляют прием идентификации второй базовой станции на основании декодирования каналов коррекции и синхронизации частоты GSM сигнала с помощью подвижной станции.
В другом предпочтительном варианте осуществления первый эфирный интерфейс включает в себя интерфейс GSM/МДВР, а второй эфирный интерфейс включает в себя интерфейс МДКР, и при приеме данных от подвижной станции осуществляют управление подвижной станцией для прерывания линии связи так, чтобы принять и декодировать сигнал МДКР.
Предпочтительно при приеме данных осуществляют передачу информации текущего времени через интерфейс GSM/МДВР. Дополнительно предпочтительно при передаче информации текущего времени осуществляют трансляцию информации текущего времени через систему, используя службу трансляции сотовой ячейки GSM, причем при трансляции информации текущего времени осуществляют прием текущего времени и связанного номера кадра GSM от приемопередатчика, находящегося на связи с базовой станцией первого типа в системе. Предпочтительно подвижная станция декодирует канал синхронизации сигнала МДКР так, чтобы получить текущее время.
Альтернативно или дополнительно при приеме данных осуществляют передачу сообщения службы трансляции сотовой ячейки GSM в подвижную станцию для того, чтобы инициировать поиск с помощью подвижной станции сигнала от базовой станции второго типа. Предпочтительно при передаче сообщения службы трансляции сотовой ячейки GSM в подвижную станцию осуществляют передачу сообщения так, чтобы оно было принято подвижной станцией, в то время как подвижная станция работает в специальном режиме.
Предпочтительно при приеме данных от подвижной станции осуществляют прием идентификации пилот-луча МДКР, декодированного подвижной станцией. Дополнительно предпочтительно согласно способу отображают вторую базовую станцию как станцию GSM так, чтобы управлять передачей обслуживания.
Предпочтительно при управлении подвижной станцией осуществляют управление подвижной станцией, чтобы принимать сигнал МДКР в течение первого интервала времени МДВР и декодировать сигнал в течение следующего интервала времени МДВР, в то же время взаимодействуя с базовой станцией через интерфейс МДВР так, чтобы генерировать данные, принимаемые базовой станцией.
Дополнительно предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, способ передачи информации текущего времени в подвижную станцию в системе радиосвязи GSM, заключающийся в том, что вводят информацию текущего времени в систему и транслируют информацию в подвижную станцию через систему.
Предпочтительно система радиосвязи GSM включает в себя систему трансляции сотовой ячейки, а при трансляции информации текущего времени осуществляют трансляцию информации через систему трансляции сотовой ячейки. Предпочтительно при трансляции информации текущего времени осуществляют трансляцию сообщения так, чтобы оно было принято подвижной станцией, в то время как станция работает в специальном режиме.
Дополнительно предпочтительно при трансляции информации текущего времени осуществляют прием текущего времени и связанного номера кадра GSM от приемопередатчика, находящегося на связи с системой, и при этом осуществляют синхронизацию подвижной станции с сигналом передачи МДКР, используя информацию текущего времени.
В предпочтительном варианте осуществления согласно способу определяют местоположение подвижной станции, реагирующей на передачу, таким образом, информации текущего времени в множество базовых станций в системе.
Предпочтительно при вводе текущего времени осуществляют открытие вызова данных от приемопередатчика, имеющего информацию текущего времени, в центр трансляции сотовой ячейки, причем при открытии вызова данных предпочтительно осуществляют прием информации текущего времени из устройства GSM. Альтернативно при открытии вызова данных осуществляют прием информации текущего времени из сотовой ячейки МДКР, связанной с системой GSM.
Дополнительно предполагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, способ передачи обслуживания подвижной станции в системе мобильной радиосвязи GSM, которая содержит первую подсистему базовой станции и вторую подсистему базовой станции, по меньшей мере, одна из этих подсистем работает в соответствии с эфирным интерфейсом МДКР, из первой подсистемы базовой станции во вторую подсистему базовой станции, заключающийся в том, что
отображают, по меньшей мере, одну из первой и второй подсистем, которая работает в соответствии с эфирным интерфейсом МДКР, как подсистему GSM/МДВР,
устанавливают линию связи между подвижной станцией и первой подсистемой базовой станции так, чтобы подвижная станция принимала первый сигнал от первой подсистемы базовой станции,
принимают данные от подвижной станции, реагирующей на второй сигнал, принятый подвижной станцией от второй подсистемы базовой станции, по существу, без прерывания линии связи с первой подсистемой базовой станции,
сравнивают уровни первого и второго сигналов, по существу, как будто обе, первая и вторая подсистемы базовых станций, были бы подсистемами GSM/МДВР, и
передают обслуживание подвижной станции от первой во вторую подсистему базовых станций, реагирующую на сравнение уровней сигналов.
Предпочтительно при отображении, по меньшей мере, одной из подсистем, которая работает в соответствии с эфирным интерфейсом МДКР, осуществляют назначение подсистеме частоты и местоположения GSM.
Дополнительно предпочтительно при установлении линии связи и передаче обслуживания подвижной станции осуществляют передачу сообщений между первой и второй подсистемами и центром коммутации мобильной связи в системе через А-интерфейс GSM. Предпочтительно обе первая и вторая подсистемы базовых станций работают в соответствии с эфирным интерфейсом МДКР, причем при передаче обслуживания подвижной станции осуществляют передачу нового длинного кода IS-95 через А-интерфейс, по существу, без нарушения протоколов А-интерфейса.
Предпочтительно при приеме данных из подвижной станции осуществляют применение весового коэффициента для второго сигнала, и при этом при сравнении уровней сигналов осуществляют сравнение взвешенных сигналов, причем при применении весового коэффициента осуществляют передачу весового коэффициента в подвижную станцию, которая применяет весовой коэффициент для второго сигнала. Предпочтительно при применении весового коэффициента осуществляют изменение коэффициента в соответствии с состоянием сети в системе.
Также предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, устройство радиосвязи для использования в системе мобильной связи, содержащее
базовую станцию первого типа, которая передает и принимает первый сигнал в соответствии с первым эфирным интерфейсом,
базовую станцию второго типа, которая передает и принимает второй сигнал в соответствии со вторым эфирным интерфейсом, и
подвижную станцию, которая принимает второй сигнал через второй эфирный интерфейс от базовой станции второго типа, в то же время поддерживая линию связи через первый эфирный интерфейс с базовой станцией первого типа, и которая передает данные в базовую станцию первого типа, реагирующую на второй сигнал так, чтобы производилась передача обслуживания подвижной станции от первой во вторую базовую станцию, реагирующую на переданные данные.
Предпочтительно данные, переданные подвижной станцией, включают в себя измерение уровня сигнала, такого, что производится передача обслуживания подвижной станции, реагирующей на сравнение уровней первого и второго сигналов.
Предпочтительно для измерения уровня сигнала применяется весовой коэффициент, причем весовой коэффициент изменяется в соответствии с состоянием сети в системе. Предпочтительно весовой коэффициент передается через линию связи в подвижную станцию, которая применяет весовой коэффициент для измерения.
Дополнительно предпочтительно подвижная станция декодирует второй сигнал для того, чтобы определить идентификацию базовой станции второго типа.
Предпочтительно базовая станция первого типа передает в подвижную станцию список частот базовых станций второго типа в системе так, что подвижная станция пытается принять второй сигнал на частоте в списке.
Предпочтительно базовая станция первого типа передает команду передачи обслуживания в подвижную станцию, посредством чего производится передача обслуживания подвижной станции от первой во вторую базовую станцию. В предпочтительном варианте осуществления начальная передача посылается через второй эфирный интерфейс, реагирующий на команду передачи обслуживания, а подвижная станция повторно запрашивает линию связи через первый эфирный интерфейс, если начальная передача через второй эфирный интерфейс не принята успешно.
Предпочтительно команда передачи обслуживания формирует пакет параметров, относящихся ко второму эфирному интерфейсу. Наиболее предпочтительно команда, по существу, в соответствии со стандартом GSM и формирует пакет параметров, определенных в соответствии со стандартом IS-95, причем сформированные в пакет параметры включают в себя длинный код IS-95.
Дополнительно предпочтительно подвижная станция включает в себя один РЧ приемопередатчик, который взаимодействует с обеими базовыми станциями первого и второго типов.
В предпочтительном варианте осуществления один из первого и второго эфирных интерфейсов включает в себя интерфейс МДВР, а другой из интерфейсов включает в себя интерфейс МДКР, причем интерфейс МДВР предпочтительно включает в себя интерфейс GSM, и при этом интерфейс МДКР сконфигурирован с возможностью передачи сообщений сети GSM. Предпочтительно интерфейс МДКР основан на стандарте IS-95. Дополнительно предпочтительно подвижная станция использует один уровень протокола управления радиоресурсами для того, чтобы управлять обоими первым и вторым эфирными интерфейсами.
Предпочтительно базовая станция запускает подвижную станцию, чтобы принять второй сигнал через второй эфирный интерфейс, когда подвижная станция находится в области перекрытия между первой зоной, обслуживаемой первым эфирным интерфейсом, и второй зоной, обслуживаемой вторым эфирным интерфейсом.
В предпочтительном варианте осуществления первый эфирный интерфейс включает в себя интерфейс МДКР, а второй эфирный интерфейс включает в себя интерфейс GSM/МДВР, и базовая станция первого типа попеременно стробирует подвижную станцию для прерывания линии связи так, чтобы принимать и декодировать сигнал GSM.
Предпочтительно подвижная станция прерывает линию связи в течение длительности кадра IS-95.
Дополнительно предпочтительно подвижная станция обрабатывает второй сигнал для того, чтобы декодировать каналы коррекции частоты и синхронизации GSM.
В другом предпочтительном варианте осуществления первый эфирный интерфейс включает в себя интерфейс GSM/МДВР, а второй эфирный интерфейс включает в себя интерфейс МДКР, и базовая станция первого типа управляет подвижной станцией для прерывания линии связи так, чтобы принимать и декодировать сигнал МДКР.
Предпочтительно базовая станция первого типа передает информацию текущего времени в подвижную станцию через интерфейс GSM/МДВР. Предпочтительно устройство включает в себя центр трансляции сотовой ячейки GSM, который передает информацию текущего времени через систему в подвижную станцию, используя услугу трансляции сотовой ячейки GSM, причем центр трансляции сотовой ячейки принимает информацию текущего времени и связанный номер кадра GSM от приемопередатчика, находящегося на связи с базовой станцией первого типа в системе.
Альтернативно или дополнительно подвижная станция декодирует канал синхронизации сигнала МДКР так, чтобы получить текущее время.
Предпочтительно центр трансляции сотовой ячейки GSM передает сообщение службы трансляции сотовой ячейки в подвижную станцию для того, чтобы инициировать поиск с помощью подвижной станции второго сигнала, причем подвижная станция принимает сообщение службы трансляции сотовой ячейки, пока подвижная станция работает в специальном режиме.
Альтернативно или дополнительно подвижная станция обрабатывает сигнал МДКР для того, чтобы идентифицировать пилот-луч МДКР.
Предпочтительно подвижная станция принимает сигнал МДКР в течение первого интервала времени МДВР, а обрабатывает сигнал в течение следующего интервала времени МДВР, в то же время взаимодействуя с базовой станцией через интерфейс МДВР так, чтобы генерировать данные для передачи в базовую станцию.
Дополнительно предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, устройство для передачи информации текущего времени в подвижную станцию в системе радиосвязи GSM, содержащее центр трансляции сотовой ячейки, который передает информацию в подвижную станцию, используя систему трансляции сотовой ячейки GSM.
Предпочтительно устройство включает в себя приемопередатчик, находящийся на связи с системой, который передает текущее время и связанный номер кадра GSM в центр трансляции сотовой ячейки, причем приемопередатчик открывает вызов данных через систему в центр трансляции сотовой ячейки так, чтобы передать в него текущее время и связанный номер кадра.
Предпочтительно подвижную станцию синхронизируют с сигналом передачи МДКР, используя информацию текущего времени.
Дополнительно предпочтительно подвижная станция принимает информацию из системы трансляции сотовой ячейки, в то же время работая в специальном режиме.
Кроме того, предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, устройство для ввода информации текущего времени в контроллер связи в системе радиосвязи, содержащее
приемник тактового сигнала, который принимает информацию текущего времени из источника тактового сигнала, и
радиоприемопередатчик, который принимает информацию текущего времени от приемника тактового сигнала и который открывает вызов данных через систему в контроллер связи так, чтобы передать в него информацию.
Предпочтительно контроллер связи включает в себя центр трансляции сотовой ячейки GSM, причем радиоприемопередатчик принимает номер кадра GSM от базовой станции в системе и передает номер кадра в центр трансляции сотовой ячейки вместе с информацией текущего времени.
Предпочтительно приемник тактового сигнала включает в себя радиоприемник, который принимает информацию текущего времени от сотовой ячейки связи МДКР, причем радиоприемопередатчик включает в себя радиоприемник.
Альтернативно приемник тактового сигнала включает в себя устройство ГСП.
Дополнительно предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, устройство для мобильной радиосвязи в системе связи GSM, содержащее подвижную станцию и
первую и вторую подсистемы базовых станций, передающие первый и второй сигналы в подвижную станцию, по меньшей мере, один из которых является сигналом МДКР, и обе из этих подсистем отображаются в систему СSM как подсистемы базовых станций GSM,
при этом производится передача обслуживания подвижной станции от первой во вторую подсистему, реагирующую на сравнение уровней первого и второго сигналов, принятых подвижной станцией, по существу, как будто обе первая и вторая подсистемы базовых станций работали в соответствии с эфирным интерфейсом GSM/МДВР.
Предпочтительно подсистеме, передающей сигнал МДКР, назначается частота GSM и местоположение в системе. Дополнительно предпочтительно сообщения передаются между первой и второй подсистемами и центром коммутации мобильной связи в системе через А-интерфейс GSM, причем оба, первый и второй сигналы, включают в себя сигналы МДКР. Предпочтительно новый длинный код IS-95 передается через А-интерфейс из второй в первую подсистему для того, чтобы передать обслуживание подвижной станции, по существу, без нарушения протоколов А-интерфейса.
Предпочтительно подвижная станция применяет весовой коэффициент для второго сигнала перед тем, как сравниваются уровни сигналов.
Дополнительно предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, подвижная станция для использования в системе радиосвязи, включающей в себя базовые станции МДКР и МДВР, содержащая
один подвижный радиопередатчик, который взаимодействует с базовыми станциями МДКР и МДВР, и
модем, который кодирует сигналы для передачи подвижным приемопередатчиком и декодирует сигналы, принятые таким образом, так, что сигналы кодируются МДКР для связи с базовой станцией МДКР и кодируются МДВР для связи с базовой станцией МДВР.
Предпочтительно модем кодирует сигналы в соответствии с протоколами уровня радиоинтерфейса.
Дополнительно предпочтительно подвижная станция принимает и обрабатывает сигнал от одной из базовых станций МДКР и МДВР, по существу, без прерывания линии связи, существующей между подвижной станцией и другой базовой станцией из базовых станций МДКР и МДВР.
Также предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, способ передачи сообщений в множество подвижных станций, работающих в специальном режиме в системе радиосвязи GSM, включающей в себя службу трансляции сотовой ячейки,
заключающийся в том, что
транслируют сообщения в подвижные станции через службу трансляции сотовой ячейки и
принимают сообщения в подвижных станциях, по существу, без прекращения работы специального режима подвижных станций.
Предпочтительно трансляция сообщений включает в себя посылку информации текущего времени или, альтернативно или дополнительно, трансляцию сообщения запуска поиска.
Дополнительно предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, устройство для мобильной радиосвязи в системе связи GSM, содержащее
центр трансляции сотовой ячейки, который передает по радиосвязи сообщения через систему трансляции сотовой ячейки, и
подвижную станцию, которая принимает сообщения, в то же время взаимодействуя в специальном режиме, по существу без прекращения связи специального режима.
Предпочтительно центр трансляции сотовой ячейки транслирует информацию текущего времени или, альтернативно или дополнительно, сообщение запуска поиска.
Дополнительно предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, подвижная станция для использования в системе радиосвязи, включающей в себя базовые станции МДКР и МДВР, содержащая
по меньшей мере, один подвижный радиоприемопередатчик, который взаимодействует с базовыми станциями МДКР и МДВР, и
модем, который обрабатывает сигналы для передачи, по меньшей мере, одним приемопередатчиком, при этом принимает сигналы в соответствии с набором протокола связи, так, что сигналы кодируются МДКР для связи с базовой станцией МДКР и кодируются МДВР для связи с базовой станцией МДВР, причем набор включает в себя один уровень протокола управления радиоресурсом, который управляет связями с обеими базовыми станциями МДКР и МДВР.
Предпочтительно уровень протокола управления радиоресурсами выполняет, по существу, все функции подуровня 3 регламента радиосвязи (РР) уровня радиоинтерфейса GSM.
Дополнительно предпочтительно уровень протокола управления радиоресурсами управляет передачей обслуживания подвижной станции от одной из базовых станций в другую из базовых станций.
Кроме того, предлагается, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, способ управления связями подвижной станции в системе мобильной радиосвязи GSM, которая включает в себя подсистемы базовых станций, по меньшей мере, некоторые из которых работают в соответствии с эфирным интерфейсом МДКР,
заключающийся в том, что
посылают и принимают сигнал между подвижной станцией и одной из подсистем базовых станций через эфирный интерфейс МДКР и
управляют посылкой и приемом, используя уровень протокола связи управления радиоресурсами, который выполняет, по существу, все функции подуровня 3 PP уровня радиоинтерфейса GSM.
Предпочтительно система дополнительно включает в себя подсистемы базовых станций, которые работают в соответствии с эфирным интерфейсом МДВР, и при этом
посылают и принимают сигнал между подвижной станцией и одной из подсистем базовых станций через эфирный интерфейс МДВР,
причем при управлении посылкой и приемом осуществляют использование одного уровня протокола связи управления радиоресурсом, для того чтобы управлять посылкой и приемом сигналов через оба эфирных интерфейса МДКР и МДВР.
Дополнительно предпочтительно согласно способу передают обслуживание подвижной станции между базовыми станциями МДВР и МДКР, причем передачу обслуживания управляют уровнем протокола связи управления радиоресурсом.
Настоящее изобретение будет более полно понятно из следующего подробного описания его предпочтительных вариантов осуществления, взятого вместе с чертежами.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - принципиальная блок-схема гибридной системы сотовой связи GSM/МДКР в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2А - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая протоколы связи между подвижной станцией и подсистемами базовых станций в системе Фиг.1 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2В - принципиальная блок-схема гибридной подвижной станции GSМ/МДКР в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3А и Фиг.3В - принципиальные блок-схемы, иллюстрирующие наборы протокола связи между элементами системы Фиг.1 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4А - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая передачу обслуживания подвижной станции от базовой станции МДКР в базовую станцию GSM в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4В - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая прохождение сигнала, связанное с передачей обслуживания Фиг.4А, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4С и Фиг.4D - блок-схемы, которые схематически иллюстрируют коммуникационные кадры, используемые подвижной станцией при выполнении передачи обслуживания Фиг.4А, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5А и Фиг.5В - блок-схемы, которые схематически иллюстрируют работу подвижной станции при выполнении передачи обслуживания Фиг.4А в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6А и Фиг.6В - блок-схемы, которые схематически иллюстрируют работу подвижной станции при выполнении передачи обслуживания Фиг.4А в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6А и Фиг.6В - блок-схемы, которые схематически иллюстрируют работу базовой станции МДКР при выполнении передачи обслуживания Фиг.4А в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7 - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая прохождение сигнала, связанное с обеспечением информации текущего времени в системе Фиг.1, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.8 - схематическая иллюстрация, изображающая сотовые ячейки в гибридной системе сотовой связи GSM/МДКР, полезной при понимании способа передачи обслуживания подвижной станции от базовой станции GSM в базовую станцию МДКР, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9 - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая прохождение сигнала, связанное с передачей обслуживания подвижной станции от базовой станции GSM в базовую станцию МДКР, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.10А и Фиг.10В - блок-схемы, которые схематически иллюстрируют работу подвижной станции при выполнении передачи обслуживания Фиг.8 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.11 - блок-схема, которая схематически иллюстрирует работу базовой станции МДКР при выполнении передачи обслуживания Фиг.8 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.12 - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая передачу обслуживания подвижной станции между базовыми станциями МДКР в гибридной системе сотовой связи GSM/МДКР в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.13 - схематическая иллюстрация, изображающая прохождение сигнала, связанное с передачей обслуживания Фиг.12 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.14А - Фиг.14D - принципиальные блок-схемы, иллюстрирующие длинные коды МДКР вместе с передачей обслуживания Фиг.12 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.15 - блок-схема, изображающая процедуру передачи обслуживания, реализованную в соответствии с раскрытым способом и устройством.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Обзор работы гибридной системы GSM/МДКР
Теперь сделана ссылка на Фиг.1, которая является принципиальной блок-схемой гибридной системы 20 сотовой связи GSM/МДКР в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 20 построена вокруг наземной мобильной сети 22 общего пользования (НМСОП), которая основана на стандарте связи GSM, как описано выше. Инфраструктура для таких сетей уже существует и широко используется во многих странах, и настоящее изобретение имеет преимущество, давая возможность постепенного введения службы МДКР вместе с такой сетью, не требуя основных изменений в существующей инфраструктуре. НМСОП 22 содержит, по меньшей мере, один центр 24 коммутации мобильной связи (ЦКМС) или, возможно, ряд таких центров (несмотря на то, что только один ЦКМС изображен на чертеже для ясности иллюстрации), который управляет операциями сети в пределах географической области. Помимо других функций ЦКМС 24 отвечает за регистрацию местоположения абонентских устройств и передачу обслуживания абонентских устройств между базовыми станциями, а также связь НМСОН 22 с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП) и/или сетью 48 пакетных данных (СПД). НМСОП также содержит центр 26 управления сетью (ЦУС) и центр 28 трансляции сотовой ячейки (ЦТЯ). Эти функции описаны дополнительно ниже.
Система 20 включает в себя множество подвижных станций (ПС) 40, которые взаимодействуют с НПСОП 22 через множество подсистем 30 и 32 базовых станций (ПБС) посредством беспроводной РЧ линии связи на одной или нескольких принятых частотах сотовой связи. ПС 40, которая также известна как абонентское устройство, может взаимодействовать с обеими ПБС 30 GSM, используя, по существу, стандартный протокол передачи сигналов GSM ТДМА (МДВР GSM), и ПБС 32 МДКР, используя основанные на МДКР способы связи, описанные ниже. Дополнительно, несмотря на то, что в стандартных системах GSM подвижные станции могут обычно принимать трансляции из ЦТЯ 28 только в режиме ожидания, ПС 40 может принимать такие трансляции во время вызова через ПБС 30, как будет описано дополнительно ниже. Несмотря на то, что ради ясности, только каждая одна из ПС 40, ПБС 30 GSM и ПБС 32 МДКР изображена на Фиг.1, будет понятно, что в действительности система 20 обычно содержит множество каждых из этих элементов системы.
Обе ПБС 30 GSM и ПБС 32 МДКР взаимодействуют с ЦКМС 24 и управляются с помощью него. Коммуникации между ПБС 30 GSM и ЦКМС 24 происходят, по существу в соответствии со стандартами GSM. ПБС 32 МДКР модифицирована относительно стандарта МДКР IS-95 так, чтобы взаимодействовать с НМСОП 22 в соответствии со стандартами GSM, и, в частности, так, чтобы взаимодействовать с ЦКМС 24 через А-интерфейс стандарта GSM, как дополнительно описано ниже со ссылкой на Фиг.3А и Фиг.3В. ПБС 32 также взаимодействует с ЦТЯ 28 так, чтобы принимать сообщения, передаваемые через эфир, и содержит центр 38 управления и обслуживания (ЦУО). ЦУО 38 взаимодействует с ЦУС 26 через интерфейс Q3 стандарта GSM, предпочтительно используя информационную модель, основанную на серии 12.ХХ GSM спецификаций, которые включены в настоящее описание в качестве ссылки. По выбору ПБС 32 может быть связана с универсальной службой 50 пакетных данных (УСПД), такой, как предложена Европейским институтом стандартов в области телекоммуникаций (ETSI, ЕИСТ). Альтернативно или дополнительно ПБС 32 может быть соединена для передачи пакетных данных непосредственно с КТСОП/СПД 48 (несмотря на то, что такое соединение ради простоты не изображено на Фиг.1), кроме того, предпочтительно с линией связи в Интернет.
Коммуникации между ПБС 32 МДКР и ПС 40 построены на «эфирном интерфейсе» МДКР, который предпочтительно обычно находится в соответствии со стандартом IS-95 для коммуникаций МДКР. ПБС 32 построена вокруг контроллера 34 базовых станций (КБС), который управляет и взаимодействует с рядом приемопередатчиков базовых станций (ППБС) 36. Каждый ППБС передает РЧ сигналы в ПС 40 и принимает сигналы из ПС 40, когда ПС находится в географической области, или сотовой ячейке, обслуживаемой конкретным ППБС. Когда во время телефонного вызова ПС перемещается из сотовой ячейки одного ППБС 36 в другую, происходит «мягкая передача обслуживания» между ППБС, как известно в области техники МДКР.
Однако также могут быть зоны обслуживания системы 20, которые не имеют зоны действия МДКР (т.е. в такой зоне нет ППБС 36 МДКР), или в которых зона действия слабая или перегружена. Если ПС 40 перемещается в такую зону во время телефонного вызова, производится передача обслуживания ПС из ППБС МДКР в ППБС, связанный с ПБС 30 GSM, без прерывания вызова. Аналогично, если ПС 40 перемещается из зоны, обслуживаемой только ПБС 30 в сотовую ячейку ППБС МДКР во время телефонного вызова, ПС предпочтительно производится передача обслуживания ПС из ПБС GSM в МДКР. Способы для выполнения таких передач обслуживания между службой МДКР и GSM/МДВР и наоборот, а также между одной ПБС 32 МДКР и другой описаны дополнительно ниже. Благодаря таким способам и архитектуре системы 20, как изображено на Фиг.1, ПС 40 получает преимущества обслуживания МДКР в тех зонах, обслуживаемых системой 20, в которых обслуживание реализовано, не теряя обслуживания в зонах МДВР. Переходы между зонами МДКР и МДВР, по существу, являются прозрачными для пользователей ПС 40, так как сетевые протоколы GSM высокого уровня соблюдаются во всей системе, и только РЧ эфирный интерфейс низкого уровня изменяется во время перехода.
Фиг.2А - блок-схема, которая схематически иллюстрирует наборы протокола связи между МП 40 и ПБС 30 и 32 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. ПС 40 взаимодействует с ПБС 30 GSM через интерфейс Um GSM, который основан на стандартном эфирном интерфейсе МДВР, так, что, по существу, не требуется модификация для ПБС 30 или для протоколов стандартного интерфейса уровня 1 и уровня 2 GSM для того, чтобы приспособить ПС 40. ПС 40 взаимодействует с ПБС 32 через интерфейс Um МДКР, основанный на эфирном интерфейсе IS-95 МДКР с определенными модификациями. Абонентские устройства, известные в данной области техники, могут работать либо через интерфейс Um GSM, либо Um МДКР, но не через оба.
Для того чтобы поддерживать оба этих интерфейса, ПС 40 содержит мобильное оборудование (МО) 42 (Фиг.1), которое должно включать в себя либо два радиоприемопередатчика, один из которых сконфигурирован для работы МДВР, а другой для МДКР, либо один приемопередатчик, который может динамически переключаться между МДВР и МДКР. МО включает в себя мобильный вход/выход (МВВ), который поддерживает терминальное оборудование (ТО) 46 для ввода и вывода речи и/или данных. Кроме того, ПС 40 содержит модуль 44 идентификации абонента (МИА) в соответствии со стандартами GSM.
Фиг.2В - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая ПС 40, содержащую один радиоприемопередатчик в МО 40 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. ПС 40 построена вокруг устройства 59 модема, включающего ядро 60 процессора цифрового сигнала (ПЦС), который может генерировать и обрабатывать как сигналы МДВР, так и сигналы МДКР. Предпочтительно ядро 60 содержит устройство интегральной схемы прикладной ориентации (ИСПО), включающее автономную обработку передачи/приема, которая поддерживается логическими схемами 64 синхронизации и акселератором (или ПЦС) 62 технического обеспечения GSM, а также имеющая порт для МИА 44. Ядро 60 принимает входной сигнал и выдает выходной сигнал в ТО 46. В этом случае ТО 46 представлено как микрофон и громкоговоритель, а ядро 60 выполняет цифроаналоговое (Ц/А) и аналого-цифровое (А/Ц) преобразование, а также функции вокодирования аудиосигналов, как известно в данной области техники. Применяется либо речевая связь GSM, либо МДКР, в зависимости от того, находится ли ПС 40 в контакте с ПБС 30 GSM либо с ПБС 32 МДКР. Ядро 60 может быть, дополнительно или альтернативно, сконфигурировано для того, чтобы работать с ТО 46, обеспечивающим ввод/вывод цифровых данных, таким как факсимильное устройство.
Ядро 60 выводит цифровые данные, которые могут быть либо формата МДВР, либо МДКР, в устройство вывода 66 смешанного сигнала. Устройство 66 обрабатывает и преобразует данные в аналоговую форму основной полосы частот для ввода в РЧ передатчик 68. Дуплексор 70 передает результирующие РЧ сигналы через антенну в базовую станцию GSM или МДКР. Сигналы, принятые из базовой станции, передаются дуплексором 70 через РЧ приемник 72 и устройство 74 вывода смешанного сигнала, который выполняет функцию преобразования основной полосы частот и функцию автоматической регулировки усиления (АРУ), в ядро 60. Предпочтительно передатчик 68, приемник 72 и устройства 66 и 74 смешанного сигнала управляются ядром 60.
РЧ передача и прием с помощью ПС 40 предпочтительно происходят на частотах в диапазоне 900 или 1800 МГц GSM для совместимости с существующим оборудованием GSM, в частности ПБС 30. Допуская, что ПС 40 включает в себя только один приемопередатчик, изображенный на Фиг.2В, работающий в диапазоне GSM, оборудование МДКР в системе 20 должно быть сконфигурировано соответствующим образом для того, чтобы работать также в этом частотном диапазоне.
Возвращаясь к Фиг.2А, включает ли в себя ПС 40 физически один приемопередатчик или два, она должна поддерживать уровни 1 и 2 сдвоенного эфирного интерфейса в ее наборе протоколов для работы по отношению ПБС 30 GSM и ПБС 32 МДКР, соответственно. Эфирный интерфейс МДКР между ПС 40 и ПБС 32 МДКР содержит уровень 1 МДКР, который работает по стандартному протоколу IS-95, и уровень GSM-МДКР, в котором работа IS-95 модифицирована для того, чтобы приспособить потребности служб сети GSM. Уровень 2 GSM-МДКР включает в себя функциональные возможности, такие как упорядочение сообщений, приоритет и фрагментация, приостановка и возобновление коммуникаций, которые обычно поддерживаются стандартным уровнем 2 GSM, но не IS-95 МДКР. По отношению к ПБС 30 GSM уровни 1 и 2 эфирного интерфейса находятся в соответствии со стандартами GSM, по существу без модификации.
Стандартные протоколы GSM включают в себя третий уровень радиоинтерфейса (УРИЗ), включающий в себя три подуровня, выше уровня 1 и уровня 2 GSM. Самым нижним из этих трех подуровней УРИЗ является уровень управления радиоресурсами (РР), который поддерживает подуровни управления подвижной станцией (УПС) и управление соединением (УС) выше него. Подуровни УРИЗ в ПБС 30 GSM, по существу, не изменены по отношению к стандарту GSM, и подуровни УПС и УС GSM также поддерживаются, по существу, без изменения в ПС 40. Подуровень УС поддерживает передачу сигналов для обработки вызова, а также дополнительные службы GSM и службу коротких сообщений (СКС). Подуровень УПС поддерживает передачу сигналов, требуемых для определения местоположения ПС 40, управления аутентификацией и ключом шифрования.
Для того чтобы поддерживать подуровни УПС и УС, вводится подуровень РР GSM-МДКР в наборы протокола ПС 40 и ПБС 32. Подуровень РР GSM-МДКР, который управляет радиоресурсами и поддерживает линии радиосвязи между ПС 40 и ПБС 30 и 32, «знает» о существовании двойных более низких уровней GSM и МДКР (уровня 1 и 2) в наборе протокола ПС 40. Он вызывает соответствующие более низкие уровни в наборе ПС для того, чтобы взаимодействовать либо со стандартным подуровнем УРИЗ-РР ПБС 30 через интерфейс Um GSM, либо с подуровнем РР GSM-МДКР ПБС 32 через интерфейс Um МДКР, в зависимости от команд, которые он принимает из ПБС, с которой он находится на связи. Подуровни УПС и УС не обрабатываются с помощью ПБС 32, а вместо этого передаются между ПС 40 и ЦКМС 24 для обработки способом, по существу, прозрачным для уровней эфирного интерфейса МДКР ниже. Подуровень РР в наборе ПС также управляет передачей обслуживания между соответствующими эфирными интерфейсами, определенными в уровнях 1 и 2, и помогает при выборе сотовой ячейки для передачи обслуживания, по командам из ЦКМС 24 и ПБС.
Независимо от того, какой эфирный интерфейс используется, подуровень РР GSM-МДКР поддерживает стандартные подуровни УРИЗ-УПС и УС GSM выше него. Подуровень РР предпочтительно предлагает полные функциональные возможности управления радиоресурсами, как определено в спецификациях 04.07 и 04.08 GSM. Несмотря на то, что уровень РР как таковой не определен стандартом IS-95 МДКР, подуровень РР GSM-МДКР, описанный здесь, также поддерживает полные функциональные возможности радиоресурсов IS-95.
В соответствии со стандартами GSM функциональные возможности подуровня РР включают как работу в режиме ожидания, так и обслуживания специального режима (т.е. обслуживания, выполняемые во время телефонного разговора). Работа в режиме ожидания подуровня РР включает автоматический выбор сотовой ячейки и свободную передачу обслуживания между сотовыми ячейками GSM и МДКР, а также между парами сотовых ячеек МДКР и парами сотовых ячеек GSM, с указанием изменения сотовой ячейки, как определено стандартом GSM. Подуровень РР в режиме ожидания также выполняет обработку широковещательного канала, как определено стандартами GSM и МДКР, и установку соединений РР.
В специальном режиме подуровень РР выполняет следующие услуги.
Обслуживания маршрутизации, запрос обслуживания, передачу сообщений и, по существу, все другие функции, определенные стандартами GSM.
Изменение выделенных каналов (передача обслуживания), включая жесткие передачи обслуживания, как описано ниже, и мягкие или «более мягкие» передачи обслуживания между МДКР и МДКР.
Установки режимов для канала РР, включая режим передачи, тип канала и режим кодирования/декодирования/перекодирования.
Управление параметрами ПС на основании спецификаций IS-95.
Управление меткой класса ПС на основании спецификаций GSM.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что вышеприведенные особенности подуровня РР перечислены только в качестве сводки, и что дополнительные детали и особенности могут быть добавлены на основании опубликованных спецификаций GSM и МДКР.
Фиг.3А - блок-схема, которая схематически иллюстрирует наборы протоколов, используемых в интерфейсах передачи сигналов между ПС 40, ПБС 32 МДКР и ЦКМС 24 GSM, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Эти интерфейсы дают возможность ПС 40 взаимодействовать с ЦКМС 24 GSM через эфирный интерфейс МДКР. Работа этих интерфейсов и, в частности, прохождение сообщения через эти интерфейсы, описана более подробно в вышеупомянутой заявке PCT/US 96/20764. Когда ПС 40 находится на связи с ЦКМС 24 через ПБС 30 GSM, наборы протоколов находятся в соответствии со стандартами GSМ, по существу без модификации.
Как отмечено выше, ПС 40 обменивается сигналами с ПБС 32 через интерфейс Um МДКР, в котором наборы протоколов ПС и ПБС модифицированы, для того, чтобы включить подуровень РР и уровень 2 GSM-МДКР. На Фиг.3А уровень передачи изображен явно в наборе протоколов ПБС 32 для передачи сигналов УРИЗ-УС и УПС между ПС 40 и ЦКМС 24 в значительной степени без обработки с помощью ПБС 32. Другие уровни, входящие в состав интерфейса Um были описаны выше со ссылкой на Фиг.2А.
ПБС 32 МДКР взаимодействует с ЦКМС 24 GSM через стандартный, по существу, не модифицированный А-интерфейс GSM. Этот интерфейс основан на протоколах части приложения SS7 ПБС (ЧППБС) GSM, как известно в данной области техники, предпочтительно в соответствии со стандартом 08.09 GSM. ЧППБС поддерживает процедуры между ЦКМС 24 и ПБС 32, которые требуют интерпретацию и обработку информации относительно отдельных вызовов и управления ресурсами, а также передачу управления вызовом и сообщений управления мобильной связью между ЦКМС 24 и ПС 40. ПБС 32 преобразует протоколы уровня 1 МДКР и уровня 2 GSM-МДКР и РР, которыми обмениваются ПБС и ПС 40, в соответствующие протоколы SS7 и ЧППБС для передачи в ЦКМС 24 и наоборот.
Так как КБС 34 МДКР взаимодействует с ЦКМС 24 GSM, используя стандартный А-интерфейс, по существу, не требуются модификации в ядре ЦКМС GSM для того, чтобы дать возможность добавления ПБС 32 МДКР к системе 20 GSM. Кроме того, ЦКМС 24 не требуется знать, что имеется какая-либо разница в идентичности между ПБС 30 GSM/МДВР и ПБС 32 МДКР,так как обе подсистемы взаимодействуют с ЦКМС, по существу, одинаковым способом через А-интерфейс. Предпочтительно сотовые ячейки, связанные с ППБС 36 ПБС 32 отображаются с помощью ЦКМС 24, по существу, таким же способом, как сотовые ячейки GSM/МДВР, и, следовательно, им назначаются значения абсолютного номера радиочастотного канала (АНРЧК) GSM и идентификационного кода базовой станции (ИКБС), в соответствии со стандартом GSM. C точки зрения ЦКМС 24 передача обслуживания между ПБС 30 GSM и ПБС 32 МДКР, или даже между двумя различными ПБС МДКР, не отличается от передачи обслуживания между двумя ПБС GSM в обычной основанной на GSM/МДВР системе. ИКБС сотовой ячейки МДКР назначается так, чтобы быть отличным в системе 20 от обычных сотовых ячеек GSM.
Фиг.3В - блок-схема, которая схематически иллюстрирует наборы протоколов, участвующие в передаче речевых данных между ПС 40 и ЦКМС 24 через ПБС 32 МДКР в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Речевые данные между ПС 40 и ПБС 32 кодируются и декодируются с помощью вокодера МДКР, который может содержать любой из стандартных протоколов вокодера IS-95, известных в данной области техники. ПБС 32 преобразует уровень 1 МДКР в сигналы МДВР Е1 GSM и преобразует обработанные вокодером данные МДКР в уплотненные/расширенные речевые данные правила А импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) в соответствии с требованиями стандарта А-интерфейса. ЦКМС 24, следовательно, передает речевые данные в ПС 40 и принимает речевые данные из нее через ПБС 32, по существу, безотносительно к тому факту, что данные между ПБС и ПС являются закодированными МДКР, как будто ПС 40 работала в режиме GSM/МДВР.
Передача обслуживания от базовой станции МДКР в базовую станцию МДВР
Фиг.4А - принципиальная блок-схема, изображающая подробности системы 20, полезные для понимания способа для передачи обслуживания с помощью подвижной станции ПС 40 из ПБС 32 МДКР в ПБС 30 РР GSM, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. В отличие от Фиг.1, ПБС 30 изображена здесь подробно, включая КБС 77 и множество ППБС 78 и 80. Фиг.4А иллюстрирует передачу обслуживания ПС 40 и одного из ППБС, связанного с ПБС 32, отмеченного на чертеже ППБС 76, в ППБС 78 ПБС 30. ПБС 32 также включает в себя КБС 34 и ППБС 36 GSM-МДКР, как описано со ссылкой на Фиг.1.
Передача обслуживания из ППБС 76 МДКР и ППБС 78 МДВР предпочтительно инициируется ПБС 32, когда она определяет, что ПС 40 находится в местоположении, в котором такая передача обслуживания могла бы быть желательна. Эта ситуация может возникнуть, когда сигнал, принятый из ППБС 76, является слабым, или когда известно, что ПС 40 достигает границы зоны действия МДКР, или когда трафик в каналах является большим. Альтернативно ПБС 32 может дать указание ПС 40 искать сигнал из ППБС 78 (или других ППБС GSM) время от времени, независимо от конкретного давления делать это.
Фиг.4В - схематическая диаграмма прохождения сигнала, иллюстрирующая сигналы, передаваемые между ПС 40, ПБС 30 и 32 и ЦКМС 24 в процессе передачи обслуживания Фиг.4А, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. КБС 34 дает указание ПС 40 начать поиск с попеременным переключением соседних ППБС GSM, в котором в течение коротких периодов ПС 40 прерывает свои коммуникации с ППБС 76 для того, чтобы искать и принимать сигналы МДВР. Предпочтительно ПС 40 работает по стандарту IS-95, который дает возможность ждать передачу МДКР в течение длительности кадра 20 мс, в течение которого может происходить сканирование соседних ППБС МДВР GSM, по существу, без прерывания речевых коммуникаций МДКР. Наиболее предпочтительно передача с помощью ПС 40 в течение 20 мс приостанавливается с использованием механизма активизации/деактивизации, как определено стандартом IS-95, раздел 6.6.6.2.8. Альтернативно такой период ожидания может быть также введен согласно другим стандартам МДКР. Дополнительно альтернативно, как отмечено выше, ПС 40 может содержать отдельные МДВР и МДКР приемопередатчики, которые могут использоваться одновременно для этой цели.
Предпочтительно КБС 34 обеспечивает ПС 40 списком частот соседних сотовых ячеек МДВР GSM, таких как сотовые ячейки, связанные с ППБС 78 и 80. Такой список полезен при уменьшении времени, необходимого для того, чтобы искать и находить ППБС 78, так как ПС 40 будет искать только на частотах сотовых ячеек в списке. Список корректируется, когда ПС 40 перемещается из одной сотовой ячейки в другую, и поддерживается во время передач обслуживания между базовыми станциями МДВР и МДКР.
Когда ПС 40 принимает сигнал на частоте ППБС 78, она пытается декодировать сигналы коррекции частоты (СКЧ) и синхронизации (СС) в сигнале. Это декодирование может требовать нескольких стробированных периодов ожидания МДКР для завершения. Когда декодирование успешно выполнено, ПС 40 определяет уровень мощности сигнала МДВР и сообщает его в ПБС 32 в месте с идентификацией сотовой ячейки GSM. Для того чтобы определить уровень мощности ПС 40 предпочтительно усредняет мощность сигнала в течение некоторого периода так, чтобы уменьшить влияние движения ПС и замирание сигнала. Определение и сообщение уровня мощности МДВР предпочтительно повторяется непрерывно, после того как ПС приняла команду выполнить это.
В соответствии со стандартами GSM, уровень мощности для каждой сотовой ячейки, контролируемый с помощью ПС 40, должен определяться, по меньшей мере, один раз каждые 5 с, и соответствующий КС должен декодироваться, по меньшей мере, один раз каждые 30 с. Уровни мощности должны определяться для всех сотовых ячеек в списке соседних сотовых ячеек, обеспеченных ПБС32. Предпочтительно ПС декодирует СС и сообщает уровень мощности только из сотовой ячейки, из которой был принят наилучший сигнал. Наиболее предпочтительно ПС сообщает в ПБС 32 только, когда было изменение в определенном уровне мощности с последнего сообщения или другое существенное изменение сигналов, принятых ПС из контролируемых сотовых ячеек.
На основании этой информации ПБС определяет, должна ли произойти передача обслуживания и, когда она должна произойти. В соответствующее время ПБС 32 иниициирует запрос передачи обслуживания в ЦКМС 24. ЦКМС передает запрос передачи обслуживания в ПБС 30 GSM, которая подтверждает запрос. ПБС 30 GSM затем передает РР команду передачи обслуживания через ЦКМС 24 и ПБС 32 МДКР в ПС 40, и новый канал трафика (КТ) открывается между ПБС 30 и ПС. В этот момент передача обслуживания завершена, и ПС 40 переключается в ППБС 78. Успешная передача обслуживания сообщается в ЦКМС 24, по существу, в соответствии со стандартами передачи сообщений GSM, после чего ЦКМС выдает подходящую команду «очистить» в ПБС 32 МДКР, которая отвечает сообщением «очистка завершена».
Предпочтительно новый канал трафика открывается в несинхронизированном режиме передачи обслуживания в соответствии с принятыми способами передачи обслуживания GSM, и ПБС 30 GSM сконфигурирована, чтобы принимать такую передачу обслуживания. ПС 40, предпочтительно, отвечает на РР команду передачи обслуживания пачкой доступа к передаче обслуживания в основном выделенном канале управления (ВКУ) ПБС 30 GSM, как указано командой передачи обслуживания. ПС затем ожидает, чтобы принять соответствующее сообщение физической информации из ПБС 30 в КТ, как определено в стандарте GSM 04.08, для того чтобы завершить передачу обслуживания. Если физическая информация не принята в течение заданного периода времени, предпочтительно в течение 320 мс, в соответствии с таймером Т3124 стандарта IS-95, ПС пытается возобновить свое соединение с ПБС 32 МДКР.
Решение инициировать передачу обслуживания может происходить всякий раз, когда сигнал из ППБС 78 GSM становится сильнее, чем сигнал ППБС 76 МДКР, но, предпочтительно, применяются другие критерии. Например, так как каналы МДКР предлагают обычно лучшее качество передачи, чем каналы GSM, передача обслуживания предпочтительно инициируется только, когда сигнал GSM сильнее, чем сигнал МДКР на заданный весовой коэффициент. Этот коэффициент может быть заранее запрограммирован в системе 20 или может быть установлен пользователем ПС 40. Он может также регулироваться динамически в ответ на такие параметры, как географическое местоположение ПС и относительные количества трафика в каналах МДКР и МДВР в системе.
Фиг. 4С и 4D - блок-схемы, которые схематически иллюстрируют структуру кадров 81 и 87 IS-95B, используемых, соответственно, ПС 40 для того, чтобы декодировать и контролировать мощность сотовых ячеек МДВР, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Кадры 81 и 87 контроля пересыпаны обычными коммуникационными кадрами 82 МДКР с частотой повторения не более одного кадра контроля в 480 мс. Стандарты IS-95 позволяют кадрам контроля иметь длительность либо 20 мс, либо 40 мс. Если необходимо, могут быть использованы более длительные периоды контроля. Выбор более коротких кадров (20 мс) уменьшает возможную потерю данных в вызове МДКР, проводимом одновременно между ПС 40 и ПБС 32, хотя он увеличивает длительность времени, необходимого для того, чтобы завершить цикл декодирования и контроля.
Фиг.4С иллюстрирует кадр 81 контроля, который используется для того, чтобы получить ККЧ и КС конкретной интересуемой сотовой ячейки МДВР. В начальном интервале 83 ПС 40 настраивает частоту своего приемника, обычно с помощью регулировки соответствующей системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), на частоту сотовой ячейки МДВР. В следующем интервале 84 ПС регулирует усиление своего приемника для сигнала, принимаемого из сотовой ячейки МДВР, обычно используя автоматическую регулировку усиления (АРУ). Подходящие способы регулировки ФАПЧ и АРУ хорошо известны в данной области техники. Интервалы 83 и 84 предпочтительно равны по длительности приблизительно 1 мс каждый. Затем в течение приблизительно 15 или 35 мсек, в зависимости от того, равна ли полная длительность кадра 81 20 или 40 мс, декодируется ККС и КС полученной сотовой ячейки МДВР, как описано выше. Затем при подготовке для следующего кадра 82 МДКР ПС 40 повторно настраивает свою частоту на свою предыдущую установку (МДКР), а затем повторно синхронизируется с ППБС 76 МДКР в последнем интервале 86.
Фиг.4D иллюстрирует кадр 87 контроля, который используется для того, чтобы измерять уровни мощности интересуемых сотовых ячеек МДВР. Для каждой такой сотовой ячейки частота ПС 40 настраивается в начальном интервале 83, как описано выше. Уровень мощности сотовой ячейки затем определяется в течение соответствующего интервала 88 измерения мощности, предпочтительно имеющего длительность приблизительно 1,4 мс. В примере, изображенном на Фиг.4D, длительность кадра 87 взята равной 20 мс, позволяя определять уровни мощности для семи различных сотовых ячеек в течение кадра. Альтернативно, если используется кадр 40 мс, могут быть определены уровни мощности до 15 сотовых ячеек в течение кадра.
В альтернативном варианте осуществления, не изображенном на чертежах, один контролирующий кадр может быть разделен на две или более частей, одна для получения ККЧ и КС, а другая для измерений мощности. Дополнительно альтернативные осуществления могут быть основаны на стандарте IS-95C или IS-95Q МДКР.
Фиг.5А, Фиг.5В, Фиг.6А и Фиг.6В являются блок-схемами, которые схематически иллюстрируют в виде конечных автоматов операции, включенные в выполнение передачи обслуживания, проиллюстрированного на Фиг.4А и Фиг.4В, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.5А и Фиг.5В иллюстрируют состояния ПС 40, а Фиг.6А и Фиг.6В иллюстрируют состояния ПБС 32 GSM-МДКР. Сплошные линии на этих чертежах представляют процессы, выполняемые с использованием попеременного переключения IS-95, как описано выше, так, что ПС переключается между приемом МДКР и МДВР. Пунктирные линии указывают переходы в альтернативные состояния, которые возможны, когда ПС может одновременно выполнять операции МДКР/МДВР, обычно требуя, чтобы ПС имела двойной радиоприемопередатчик (в отличие от ПС с одним приемопередатчиком, изображенной на Фиг.2В). Состояния ПБС 30 GSM-МДВР не изображены, так как они, по существу, находятся в соответствии со стандартами GSM, которые хорошо известны в данной области техники.
Определенные сообщения, передаваемые между ПС 40 и ПБС 30 и ПБС 32 в ходе процессов передачи обслуживания, указаны вдоль линий, соединяющих релевантные состояния ПБС 32 и ПС 40 на чертежах. Эти сообщения предпочтительно имеют обычную форму стандартных сообщений IS-95 или GSM, как подходит, которые модифицированы и/или дополнены так, чтобы нести дополнительную информацию, которую требуется передавать в гибридной системе 20 GSM-МДКР. Несмотря на то, что определенные примерные сообщения и форматы сообщений описаны в настоящем описании, по существу, может быть использовано любое подходящее назначение полей сообщений в рамках ограничений релевантных стандартов IS-95 и GSM, как будет понятно специалистам в данной области техники.
В начале процесса передачи обслуживания ПС 40 находится на связи с ПБС 32 через канал трафика (КТ) в состоянии 100 ПС и состоянии 130 ПБС, ПБС выдает команду стробирования поиска, включающую параметры стробирования, а затем ожидает завершения стробирования в состоянии 134. ПС 40 проверяет параметры в состоянии 102. Если ПС не сконфигурирована, чтобы поддерживать эти параметры, она выдает сообщение отказа стробирования. Если параметры поддерживаются, ПС выдает сообщение завершения стробирования и входит в состояние 104 стробирования IS-95. Если получена команда остановки стробирования, ПС 40 возвращается в состояние 100.
После приема сообщения завершения стробирования ПБС 32 входит в состояние 136 стробирования IS-95 и подает команду ПС 40 начать контроль соседних сотовых ячеек (как отмечено выше, состояния 104 и 136 стробирования не нужны, если ПС может одновременно выполнять операции МДКР/МДВР, в этом случае ПС входит в состояние 106 непосредственно из состояния 100. ПБС затем входит в состояние 132, в котором она ожидает завершения контроля. ПС проверяет параметры команды контроля в состоянии 106. Проверив, что она поддерживает параметры команды контроля, ПС 40 входит в состояние 108 контроля GSM, в котором она периодически декодирует и определяет уровень сигнала соседних сотовых ячеек, как описано выше. Аналогично после приема подтверждения из ПС, что она начала контроль соседних сотовых ячеек, ПБС 32 входит в соответствующее состояние 138 контроля GSM.
ПС продолжает контролировать соседние сотовые ячейки и сообщать результат в ПБС 32 в виде сообщения измерения уровня (СИУ ПС). Когда состояние запуска передачи обслуживания установилось, т.е. когда сигнал, принятый ПС 40 из ПБС 32, значительно слабее, чем сигнал соседних сотовых ячеек, ПБС указывает ЦКМС 24, что требуется передача обслуживания, и входит в состояние 140 ожидания. Если команда передачи обслуживания не принята в течение заданного периода, предпочтительно определенного таймером Т7 GSM в соответствии со стандартом GSM, ПБС возвращается в состояние 138. Когда команда передачи обслуживания принята из ЦКМС, ПБС 32 передает команду передачи обслуживания УРИЗ-РР в ПС 40, а затем входит в другое состояние 142 ожидания, где она ожидает подтверждения команды уровня 2 (С2) из ПС. Отметим, что ПБС 32 может также принимать команду передачи обслуживания, пока находится в состоянии 138, в этом случае он аналогично выдает команду передачи обслуживания УРИЗ-РР в ПС и входит в состояние 142.
Когда ПС 40 принимает команду передачи обслуживания УРИЗ-РР, она проверяет параметры команды передачи обслуживания в состоянии 110. Если ПС 40 поддерживает параметры команды передачи обслуживания, она посылает подтверждение С2 в ПБС 32 и входит в состояние 112 приостановки. Если параметры не поддерживаются, ПС 40 выдает сообщение неудачи передачи обслуживания и возвращается в состояние 108. В этом случае или, если подтверждение не принято в течение заданного периода, предпочтительно определенного таймером Т8 GSM, ПБС 32 посылает сообщение неудачи передачи обслуживания в ЦКМС 24 и возвращается в состояние 138.
Допуская, что параметры поддерживаются, и что команда передачи обслуживания указывает, что должна быть произведена передача обслуживания ПС в ПБС 30 GSM-МДВР, ПС посылает сообщение доступа к передаче обслуживания, а затем ожидает в состоянии 120 физической информации из ПБС 30 (если команда передачи обслуживания определяет, что должна быть произведена передача обслуживания ПС в другую ПБС МДКР, ПС входит в состояние 114, как описано дополнительно ниже со ссылкой на Фиг.12 и Фиг.13). Тем временем ПБС 32 ожидает команду «очистить» в состоянии 144, в то же время периодически посылая сообщения «очистить запрос» в ЦКМС 24.
Когда физическая информация получена, передача обслуживания успешно завершается, и ПС 40 входит в состояние 124 коммуникации канала трафика GSM. ПБС 32 принимает команду «очистить», после чего она входит в состояние 148, в котором она освобождает эфирные ресурсы, выделенные для коммуникационного канала с ПС 40, и посылает сообщение «очистка закончена». ПБС входит в состояние 150 освобождения подсистемы управления соединением для передачи данных (SCCP, ПУСПД), в котором она освобождает ресурсы вызова, используемые в связи с ЦКМС 24, а затем заканчивает свое соединение с ПС 40 в состоянии 152 окончания.
Однако если ПС 40 не принимает физическую информацию в течение определенного периода, при условии окончания таймера Т3124 GSM, ПС входит в состояние 122, в котором она пытается повторно получить ПБС 32 МДКР, и возвращается в состояние 100. Сообщение неудачи передачи обслуживания выдается в ПБС 32, которая затем входит в соответствующее состояние 146 повторного получения. Если повторное получение не успешно, ПБС 32 выдает запрос очистки и возвращается в состояние 144, из которого она может, в конечном счете, выйти в состояние 152, как описано выше. ПС переходит в состояние ожидания.
Передача обслуживания из базовой станции МДВР в базовую станцию МДКР
Фиг.7 - принципиальная блок-схема, изображающая прохождение сигнала в системе 20 (Фиг.1), связанного с обеспечением текущего времени для релевантных КБС GSM и ППБС в системе, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Обычно ПБС GSM в системе 20 не информировались о текущем времени, так как эта информация не требуется стандартом GSM. C другой стороны, стандарт IS-95 требует, чтобы базовые станции МДКР были синхронизированы, так как такая синхронизация необходима для идентификации и декодирования сигналов и для мягкой передачи обслуживания между сотовыми ячейками. Следовательно, для передачи обслуживания ПС 40 с помощью подвижной станции из ППБС 78 МДВР в ППБС 76 МДКР (как изображено на Фиг.4А, но с обратным направлением стрелки передачи обслуживания), необходимо, чтобы информация текущего времени была обеспечена системой 20.
Способ Фиг.7 позволяет обеспечить информацию текущего времени в системе 20 без необходимости изменений технического обеспечения или программного обеспечения в ЦКМС 24 или в ПБС 30, или ППБС 78 и 80, с помощью использования ЦТЯ 28, который является стандартной частью НМСОП 22, для того, чтобы транслировать текущее время через систему. Обычно ЦТЯ 28 обеспечивает службу трансляции сотовой ячейки (СТЯ) в соответствии со стандартами 03.42 и 03.49 интерфейса GSM, давая возможность транслировать общие короткие сообщения неподтвержденными в определенные географические области в системе 20. Сообщения принимаются с помощью ПС 40, в то время как она находится в резервном режиме или режиме ожидания, т.е. когда ПС не вовлечена в телефонный вызов. Однако, с целью обеспечения информации текущего времени, ПС 40 предпочтительно может принимать сообщения СТЯ не только, когда она находится в режиме ожидания, как предписано стандартами GSM, но также когда ПС находится в специальном режиме, т.е. во время телефонного вызова (хотя возможной ценой потери данных из самого вызова). Использование СТЯ для того, чтобы обеспечить информацию текущего времени в ПС 40 желательно, особенно когда ПС включает только один радиопередатчик и приемник, как изображено на Фиг.2В; когда используются двойные радиоприемники, один для МДКР, а другой для МДВР, радиоприемник МДКР может принимать текущее время, в то время как радиоприемник МДВР используется в телефонном вызове.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения сообщения СТЯ также используются для того, чтобы инициировать поиск с помощью ПС 40 соседних сотовых ячеек, как описано выше со ссылкой на Фиг.4В.
Специальная ПС 160, которая оборудована приемником 161 ГСП (глобальной системы позиционирования), размещена в одной или нескольких сотовых ячейках GSM/МДВР системы 20, в которой требуется текущее время. На Фиг.7 ПС 160 принимает текущее время от приемника 161 и связывает время с идентификацией совпадающего номера кадра МДВР на основании сигналов синхронизации, передаваемых ППБС 78 в соответствии со стандартом GSM. Альтернативно ПС 160 может быть сконфигурирована для того, чтобы принимать текущее время из ПБС МДКР, в этом случае приемник 161 ГСП не требуется. ПС 160 открывает вызов данных через ППБС 78, КБС 77, ЦКМС 24 и КТСОП/СПД в ЦТЯ 28 и посылает в ЦТЯ идентификацию ячейки и соответствие текущего времени и номера кадра. Альтернативно ПС 160 может передавать информацию с помощью любого другого подходящего способа, такого как использование СКС GSM. ЦТЯ 28 затем передает эту информацию через СТЯ в ячейку, так, что ПС 40 принимает текущее время, даже когда она работает в режиме GSM/МДВР. Следовательно, когда должна быть произведена передача обслуживания ПС 40 в ППБС 76 МДКР, не требуется получать информацию синхронизации/текущего времени из ППБС МДКР, и передача обслуживания может происходить более быстро и плавно.
Введение текущего времени в систему 20 также имеет преимущества для части самой GSM системы без связи с передачей обслуживания МДКР. Например, ПС 40 может передавать текущее время в различные ППБС 78 и 80, и задержка синхронизации из ПС в каждый из ППБС может быть измерена и использована для того, чтобы определить местоположение ПС.
Фиг.8 - схематическое отображение наложения сотовых ячеек 162 GSM/МДВР и сотовых ячеек 164 МДКР в сети 20, иллюстрирующее аспекты передачи обслуживания с помощью подвижной станции из ППБС 78 GSM в ППБС 76 МДКР в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Оператор системы 20 поймет, что когда ПС 40 расположена в любой из сотовых ячеек 1-5, изображенных на Фиг.8, может произойти передача обслуживания МДВР/МДКР. Следовательно, ЦТЯ 28 будет транслировать сообщение СТЯ во все двухрежимные ПС (GSM/МДКР) в этих сотовых ячейках, включающее в себя следующую информацию и команды:
ПС начать поиск сигналов МДКР (запуск поиска).
Частоты ППБС МДКР в перекрывающихся и соседних сотовых ячейках.
Отображение GSM сотовых ячеек 94 МДКР в соответствии с ЦКМС 24 GSM.
Идентификация текущего времени с текущим номером кадра МДВР, предпочтительно, как полученного из ПС 90, хотя также могут быть использованы другие способы для подачи текущего времени.
По выбору коэффициент, на который должен быть умножен уровень сигнала МДКР для сравнения с сигналом МДВР, описан выше.
Нет необходимости транслировать такое сообщение в сотовых ячейках 6-10. Кроме того, будет понятно, что только двухрежимные ПС запрограммированы, чтобы принимать и интерпретировать это сообщение, в то же время обычные ПС GSM/МДВР будут игнорировать его. Сообщение СТЯ запускает и дает возможность двухрежимным ПС собирать и предоставлять информацию в ПБС 30 GSM и ЦКМС 24, например, при выполнении передачи обслуживания в одну из ПБС МДКР, в отличие от гибридных систем GSM/МДКР, которые были предложены в предшествующем уровне техники.
Фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая прохождение сигнала в системе 20, связанного с передачей обслуживания с помощью подвижной станции из ППБС 78 в ППБС 76 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как отмечено выше со ссылкой на Фиг.7, передача обслуживания начинается с передачи запуска поиска и другой информации. Запуск поиска передается периодически с помощью ППБС 78 всякий раз, когда ПС 40 находится в одной из сотовых ячеек 1-5 GSM (Фиг.8), или в ответ на другое заранее запрограммированное состояние.
После приема запуска ПС 40 выключает свой трафик МДВР с ППБС 78 и настраивает свой приемник на подходящую частоту МДКР на короткий период, предпочтительно около 5 мс. Затем, после того как ПС возобновила взаимодействие с ППБС 78, она пытается декодировать любые сигналы, которые она принимает, для того, чтобы идентифицировать пилот-луч ППБС, передачу которого она приняла, например, из ППБС 76. Как отмечено выше, ППБС 76 МДКР отображается в системе 20, как если бы он был ППБС GSM/МДВР. Следовательно, ПС 40 передает сообщение отчета обратно в ППБС 78 GSM, указывающее мощность сигнала, который он принял из ППБС 76, по выбору умноженную на относительный весовой коэффициент МДКР/МДВР, упомянутый выше, вместе с идентификацией отображения системы GSM ППБС 76. С точки зрения ПБС 30 GSM и ЦКМС 24 нет существенной разницы между сообщением, переданным с помощью ПС 40 в этом случае, и сообщением, которое передавалось бы как результат обычного соседнего сканирования GSM.
Этот процесс измерения и сообщения продолжается до тех пор, пока ПБС 30 не определит, что следует произвести передачу обслуживания ПС 40 в ППБС 76. В этот момент ПБС 30 передает сообщение в ЦКМС 24, указывающее, что требуется передача обслуживания. ЦКМС 24 передает запрос передачи обслуживания в ПБС 32, которая посылает подтверждение обратно через ЦКМС 24 в ПБС 30. ПБС 32 выделяет ресурсы технического обеспечения и программного обеспечения для коммуникационного канала трафика, открываемого с ПС 40, и начинает посылать нулевые данные в ПС, для того чтобы открыть канал. ПБС 30 GSM затем дает команду передачи обслуживания в ПС 40, предпочтительно команду УРИЗ-РР, которая формирует пакет параметров IS-95, требуемых для открытия канала трафика МДКР с ППБС 76 МДКР. Эти параметры, содержащиеся в таком сообщении, описаны дополнительно ниже со ссылкой на Фиг.13 и Фиг.14А-14D. Затем открывается новый канал трафика, завершая передачу обслуживания, и ПБС 30 освобождает старый канал трафика МДВР.
Процесс, описанный выше, таким образом, дает возможность передачи обслуживания с помощью подвижной станции из ПБС 30 GSM/МДВР в ПБС 32 МДКР с высокой скоростью и надежностью и с минимальным прерыванием в обслуживании в середине вызова, во время которого происходит передача обслуживания. Для целей этой передачи обслуживания сотовые ячейки GSM в системе 20 принимают информацию текущего времени, а сотовые ячейки МДКР отображаются в систему GSM за счет минимального технического обеспечения и, по существу, без необходимости перепрограммирования элементов существующей системы GSM.
Аналогичный процесс передачи обслуживания МДВР-МДКР может быть выполнен даже при отсутствии информации текущего времени в ПБС 30 GSM. В этом случае после того, как ПС 40 получила сигнал пилот-канала, связанный с ППБС 76, она должна настроиться на сигнал синхронизации МДКР ППБС и декодировать его для того, чтобы получить текущее время. Эта операция требует около 480 мс, создавая заметное, но еще допустимое прерывание в речевом обслуживании во время вызова. Дополнительно альтернативно аналогичный процесс передачи обслуживания может быть выполнен с использованием ПС, имеющих два приемопередатчика, один для МДВР, а другой для МДКР, как описано выше.
Фиг.10А, Фиг.10В и Фиг.11 - блок-схемы, которые схематически иллюстрируют в виде конечных автоматов работу ПС 40 и ПБС 32 при выполнении передачи обслуживания, проиллюстрированного на Фиг.9, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.10А и Фиг.10В относятся к ПС 40, в то время как Фиг.11 относится к ПБС 32. ПБС 30 работает, по существу, в соответствии со стандартами GSM, как известно в данной области техники.
ПС 40 начинает в начальном состоянии 170, в котором ПС находится на связи с ПБС 30 в определенной сотовой ячейке, связанной с ПБС, через канал трафика (КТ) GSM. Когда ПС перемещается в новую сотовую ячейку, она входит в состояние 172, в котором она принимает и считывает сообщения из ЦТЯ 28. Если нет сообщения ЦТЯ, подготавливающего ПС 40 к возможной передаче обслуживания в ПБС МДКР (так как, например, нет ПБС МДКР в этом районе), ПС возвращается в состояние 174 КТ GSM, из которого может быть произведена передача ее обслуживания в другую ПБС GSM-МДВР.
Когда подсказано соответствующим сообщением ЦТЯ, ПС 40 входит в оверлейное состояние 176, в котором она получает текущее время, как описано выше, и посылает сообщения измерения уровня пилот-сигнала в ПБС 30. В стандартной операции GSM-МДВР обычно имеется свободный интервал времени 6 мс, имеющийся один раз каждые 120 мс. В течение этих свободных интервалов времени ПС 40 прерывает передачу МДВР для того, чтобы искать пилот-лучи соседних сотовых ячеек GSM-МДКР, таких как пилот-лучи, связанные с ПБС 32. Если пилот-луч не найден, ПС переходит в состояние 180, в котором она регулирует свою частоту и пытается найти подходящий канал коррекции частоты (ККЧ) GSM. Альтернативно, когда пилот-луч найден, ПС входит в состояние 182, в котором она регулирует свою частоту, как требуется, и измеряет уровень сигнала МДКР. В течение следующих интервалов времени, пока ПС 40 находится на связи через свой текущий канал трафика GSM-МДВР, она пытается декодировать пилот-сигнал МДКР с тем, чтобы идентифицировать сотовую ячейку, с которой связан пилот-сигнал. Результаты сообщаются в ПБС 30.
В подходящее время, основанное на результатах, сообщенных с помощью ПС 40, как описано выше, ЦКМС 24 передает запрос передачи обслуживания в ПБС 32. ПБС входит в подготовительное состояние 190, в котором она выделяет, назначает длинный код и создает соединение подсистемы управления соединением для передачи данных (ПУС ПД) с ЦКМС при подготовке к передаче обслуживания. После посылки соответствующего сообщения подтверждения в ЦКМС ПБС 32 входит в состояние 191, в котором она посылает нулевые кадры прямого трафика в ПС 40, и ожидает прием обратного трафика из ПС. Однако, если ПБС терпит неудачу выделить ресурсы, она сообщает неудачу передачи обслуживания и выходит в конечное состояние 197.
На основании параметров, сформированных в пакет в сообщении подтверждения из ПБС 32, сообщение команды передачи обслуживания УРИЗ-РР посылается из ПБС 30 GSM-МДВР в ПС 40, идентифицируя сотовую ячейку назначения GSM-МДКР, связанную с ПБС 32, и передавая необходимые параметры передачи обслуживания. ПС 40 входит в состояние 183, в котором она проверяет, что параметры передачи обслуживания поддерживаются, и, если проверка имеет успех, приостанавливает свою работу GSM-МДВР в состоянии 184 (если проверка терпит неудачу, ПС сообщает о неудаче и возвращается в состояние 176). ПС затем входит в состояние 185, в котором она ожидает прием заданного количества «хороших» кадров, предпочтительно количество, определенное с помощью счетчика N11m IS-95, из ПБС 32. Когда хорошие кадры приняты, ПС посылает обратно в ПБС некоторое количество кадров заголовка (коротких фиктивных кадров, используемых при установлении канала трафика), как определено параметром NUM_PREAMBLE в сообщении команды передачи обслуживания, и входит в состояние 186 настройки опции обслуживания. ПБС 32 выявляет кадры заголовка и сообщает в ЦКМС, что канал трафика МДКР установлен, после чего ПБС входит в состояние 192, в котором она ожидает завершения передачи обслуживания.
Если ПС 40 и ПБС 32 не могут установить связи, передача обслуживания в ПБС 32 преждевременно прекращается, и ПС 40 и ПБС 20 возвращаются в свои предыдущие состояния. ПС 40 пытается повторно получить ПБС 30 GSM в состоянии 188 и, если успешно, возвращается в состояние 170 КТ GSM. Если повторное получение терпит неудачу, ПС выходит в режим 189 ожидания. В любом случае ПБС 32 принимает команду освобождения и освобождает все ресурсы, которые она выделила для ПС 40 в состоянии 193, вслед за чем ПБС 32 выходит в конечное состояние 197.
Однако, допуская, что передача обслуживания успешно завершена, ПБС 32 входит в состояние 194 настройки опции обслуживания, соответствующее состоянию 186 ПС 40. Запрос обслуживания выдается с помощью ПБС 32, и ПБС ожидает ответ обслуживания из ПС 40 в состоянии 195 ожидания. Когда ответ обслуживания принят, ПС 40 и ПБС 32 входят в соответствующие состояния 187 и 196 канала трафика (КТ) МДКР, и вызов продолжается обычно через канал МДКР.
Передача обслуживания от базовой станции МДКР в базовую станцию МДКР
Фиг.12 - принципиальная блок-схема, иллюстрирующая передачу обслуживания между двумя различными ПБС 201 и 203 МДКР в системе 20 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. ПБС 201 содержит КБС 202 и множество ППБС 206 и 208; а ПБС 203 содержит КБС 204 и множество ППБС 210 и 212. ПБС 201 и 203, по существу, аналогичны и взаимозаменяемы с ПБС 32, изображенной на Фиг.1 и описанной выше, и взаимодействуют с ЦКМС 24 через А-интерфейс GSM. ПС 40 изображена на фигуре в середине передачи обслуживания из ППБС 208 в ППБС 210 под управлением ЦКМС 24. Несмотря на то, что передача обслуживания происходит между двумя ПБС МДКР, с точки зрения системы - это передача обслуживания между двумя ПБС GSM, причем ППБС 208 и ППБС 210 соответственно отображаются с помощью ЦКМС 24 как сотовые ячейки GSM.
Фиг.13 - принципиальная схема, иллюстрирующая прохождение сигнала между элементами системы 20, изображенной на Фиг.12, в ходе передачи обслуживания в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Перед инициированием передачи обслуживания ПБС 201 выдает запуск поиска в ПС 40, которая затем ищет частоты передачи МДКР соседних сотовых ячеек, предпочтительно, используя стробирование IS-95, по существу, как описано выше. Передача обслуживания запускается, когда ПС 40 сообщает в ПБС 201, что она принимает сигнал из ППБС 210 с более высоким уровнем мощности, чем уровень мощности ППБС 208.
После приема сообщения из ПС 40 ПБС 201 посылает требуемое передачей обслуживания сообщение в ЦКМС 24, определяющее идентификацию сотовой ячейки GSM ППБС 210 как назначение новой сотовой ячейки, необходимой для передачи обслуживания. Сообщение обычно находится в соответствии со стандартами GSM. Скорость данных МДКР коммуникаций между ПС и ПБС, которая, в соответствии со стандартами IS-95 может быть либо 8 кбит/с (набор 1 скоростей), либо 14,4 кбит/с (набор 2 скоростей), предпочтительно передается в сообщении с помощью указывания скоростей данных IS-95, соответственно, как канал трафика GSM половинной скорости передачи и канал трафика GSM полной скорости передачи. Когда скорость канала трафика GSM передается в ПБС 203, ПБС интерпретирует скорость для того, чтобы выбрать подходящую скорость передачи данных IS-95.
ЦКМС 24 посылает запрос передачи обслуживания в ПБС 203, которая отвечает посылкой в ЦКМС подтверждения, что формирует пакет сообщения команды передачи обслуживания УРИЗ-РР, которое передается обратно в ПБС 201. Следовательно, все сообщения, посылаемые между ПБС 201 и ПБС 203, согласуются с требованиями А-интерфейса, и параметры МДКР, связанные с IS-95, отображаются в соответствующие параметры GSM, например идентификация типа вокодера 13К QCELP в МДКР в вокодер полной скорости передачи GSM. Запрос передачи обслуживания, подтверждение и команда передаются с помощью ЦКМС 24, по существу, без изменения.
После приема команды передачи обслуживания старая ПБС 201 посылает сообщение команды передачи обслуживания РР в ПС 40 с тем, чтобы выполнить передачу обслуживания в новую ПБС 203. Сообщение в ПС 40 формирует пакет параметров МДКР, требуемых для передачи обслуживания, в соответствии со стандартами IS-95, включая, но не ограничиваясь, следующие.
Новая маска длинного кода, предпочтительно назначенная с помощью ПБС 203 из банка данных имеющихся номеров таким способом, что значения маски, используемые в общей области действия, существенно отличаются друг от друга и что никакие две ПС в этой области не имеют одинаковую маску. Примерная схема назначения маски длинного кода описана ниже со ссылкой на Фиг.14А-14D. Несмотря на то, что в стандартных системах сотовой связи IS-95 маска длинного кода ПС является постоянной и передается в новую БС в ходе передачи обслуживания, стандарты GSM не обеспечивают сообщение, которое можно использовать для того, чтобы передать маску длинного кода в новую БС 203. Поэтому необходимо для БС 203 назначить новую маску длинного кода и передать ее обратно в ПС 40 через БС 201, предпочтительно в команде передачи обслуживания РР, как описано в настоящем описании.
Параметры номинального уровня мощности, предпочтительно NOM_PWR и NOM_RWR_EXT, как определено стандартами IS-95, обеспечивающие коэффициент коррекции, используемый ПС 40 в оценке мощности без обратной связи, посредством которых ПС устанавливает уровень мощности сигналов, передаваемых в ПБС 203.
Сдвиг кадров, параметр, который указывает, предпочтительно в шагах 1,25 мс, задержку кадров прямого и обратного канала трафика, посылаемых и принимаемых из ПС 40, относительно системной синхронизации системы 20. Сдвиг кадров передается из ПБС 201 в ПБС 203 в сообщении команды передачи обслуживания. Необязательный параметр ACTIVE_TIME может быть также включен для того, чтобы указывать время, в которое должна быть внесена задержка.
Кодовый сигнал, также передаваемый от ПБС 201 в ПБС 203, для того чтобы указать функцию Уолша, которая должна быть использована для того, чтобы кодировать прямой канал трафика из ПБС 203 в ПС 40 в соответствии со стандартом IS-95.
Нумерация подтверждения уровня 2, которая может быть использована ПБС 203 для того, чтобы возвратить в исходное состояние обработку подтверждения протоколом уровня 2 в ПС 40, предпочтительно во время, определенное в сообщении команды передачи обслуживания.
Параметры управления мощностью прямого канала трафика, используемые ПБС 203 для того, чтобы вернуть в исходное состояние подсчеты ТОТ_FRAMES и BAD_FRAMES, выполненные ПС 40 с целью сообщения статистики ошибок прямого канала в ПБС.
Число заголовка, указывающее число кадров заголовка, передаваемых с помощью ПС 40 в ПБС 203 после того, как ПС приняла N11m хороших кадров из ПБС, как описано выше со ссылкой на Фиг.10В.
Класс нового диапазона (частотного диапазона) и частота (в предела диапазона) сотовой ячейки, связанной с ПБС 203, которой теперь назначена ПС 40.
Параметры, перечисленные выше, не являются исчерпывающими и подразумеваются только как представительный образец информации, передаваемой в сообщении команды передачи обслуживания. Другие параметры IS-95 могут быть также включены в сообщение. Вообще специалисты в данной области техники поймут, как способ, служащий примером с помощью команды передачи обслуживания, описанной выше, в котором данные, связанные с одним из эфирных интерфейсов в системе 20 (GSM/МДВР или МДКР), передаются в сообщениях, посылаемых через другой из эфирных интерфейсов, может использоваться аналогичным способом для того, чтобы передавать сообщения и данные других типов.
После того как команда передачи обслуживания РР послана в ПС 40, новый канал трафика устанавливается между ПБС 203 и ПС 40. Для того чтобы установить канал, ПБС 203 посылает кадры канала трафика в ПС 40, которая отвечает соответствующим числом кадров заголовка, как определено сообщением команды передачи обслуживания. Успешная передачи обслуживания затем сообщается в ЦКМС 24, по существу, в соответствии со стандартами передачи сообщений GSM, вслед за чем ЦКМС выдает подходящую команду «очистить» в старую ПБС 201, которая отвечает сообщением «очистка закончена».
Фиг.14А-14D - блок-схемы, которые схематически иллюстрируют маски 42-битового длинного кода, назначенные с помощью ПБС 203, вместе с передачей обслуживания, проиллюстрированной на Фиг.12, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.14А изображает маску 220 для использования в канале доступа; Фиг.14В изображает маску 222 для использования в пейджинговом канале; Фиг.14С изображает маску 224 для использования в основных (прямом и обратном) каналах трафика; и Фиг.14D изображает маску 226 для использования в дополнительных (прямом и обратном) каналах трафика. Такие дополнительные каналы используются, например, в многоканальных коммуникациях со средней скоростью передачи данных (ССПД), как определено стандартом IS-95.
Маска 220 канала доступа предпочтительно содержит номер 228 канала доступа, номер 230 пейджингового канала, идентификационный номер 232 (ИН) базовой станции ПБС 203 и сдвиг 234 пилот-луча, все из которых назначаются, по существу, в соответствии со спецификациями IS-95. Номер пейджингового канала и сдвиг пилот-луча также включены в маску 222 пейджингового канала.
Маски 224 и 226 канала трафика представляют форматы маски длинного кода общего пользования. Они, предпочтительно, включают ИД 232 базовой станции и уникальный 16-битовый номер 236, выбранные из банка данных, назначенного в ПБС 203. Номер 236 банка данных назначается, как описано выше, так, чтобы никакие две ПС не могли иметь маску одинакового длинного кода. Для большей безопасности вызова маска секретного длинного кода может использоваться вместо масок 224 и 226. Генерация таких масок, использующих код Кс шифрования, описана, например, в заявке на патент, озаглавленной «Поддержка шифрования в гибридной сети GSM/МДКР”, зарегистрированной 21 октября 1998 г., права на которую переданы владельцу настоящего изобретения.
Работа ПБС 201 и ПБС 203 при выполнении передачи обслуживания, изображенная на Фиг.12, может быть представлена схематически с помощью конечных автоматов, по существу, аналогичных конечным автоматам, проиллюстрированным, соответственно, с помощью Фиг.6А/Фиг.6В и Фиг.11. Работа ПС 40 в этой передаче обслуживания в основном аналогична работе, изображенной на Фиг.5А и Фиг.5В, до состояния 112, в котором приостанавливаются коммуникации МДКР с ПБС 201. Когда ПС устанавливает новый канал трафика с ПБС 203 МДКР, она проходит через состояния 114, 116 и 118, которые эквивалентны состояниям 185, 186 и 187, соответственно, как изображено на Фиг.10В. Если ПС 40 не удается получить новый канал трафика, пока она находится в состоянии 114, она переходит в состояние 122, в котором она пытается повторно получить старую ПБС 201.
Способ, описанный выше, относится в основном к жестким передачам обслуживания между двумя различными ПБС 201 и 203 под управлением ЦКМС 24. Система 20 предпочтительно также допускает мягкие передачи обслуживания ПС 40, в соответствии со стандартами IS-95, между ПБС, связанными с одним КБС, такими как ПБС 206 и 208, изображенными на Фиг.12. По выбору, если КБС 202 подходящим образом связан с КБС 204, с помощью соединения, обычно независимого от ЦКМС 24 (не изображено на чертежах), также может происходить мягкая передача обслуживания внутри ПБС из ППБС 208 в ППБС 210. В таких случаях ПБС 203 информирует ЦКМС 24, что произошла передача обслуживания, так, чтобы новое местоположение базовой станции было соответственно зарегистрировано.
Одной из проблем, которые существуют при попытке измерить величину мощности, которая передается из системы GSM, является то, что должна быть определена синхронизация системы GSM. Например, при попытке выполнить передачу обслуживания из системы, использующей эфирный интерфейс МКДР с множеством несущих (МН) частот, такой, как обеспечен для систем GSM третьего поколения, обычно известных как системы «3П», в систему GSM, такую, как система GSM, синхронизация системы GSM должна быть определена перед тем, как могут быть сделаны и сообщены измерения мощности. Одной причиной для этого является то, что из-за схем повторного использования частоты, используемых в GSM, необходимо для ПС, выполняющей измерения, быть способной считывать канал синхронизации в течение времени, в которое передается идентификационный код базовой станции (ИКБС). Такие ИКБС передаются, грубо говоря, каждые 10 кадров GSM (приблизительно каждые 46 миллисекунд). В соответствии с требованиями промышленного стандарта GSM, ПС должна сообщать ИКБС вместе с измеренным средним уровнем мощности (RXLEV) для каждого сигнала GSM, который должен быть измерен. Один способ, согласно которому может быть определена синхронизация, заключается в обеспечении информации в ПС 40 из базовой станции МН (БС-МН), включая номер кадра GSM, который уникально идентифицирует момент времени, когда сигнал синхронизации передается с помощью ПБС-GSM. Следует заметить, что номер кадра, который является правильным в конкретное время в одной ПБС-GSM, не является тем же самым номером, который является правильным в любой другой ПБС-GSM той же системы. Это сделано преднамеренно для того, чтобы позволить ПС GSM контролировать соседние сотовые ячейки во время периодов ожидания МДВР. Следовательно, в любой момент времени номер кадра GSM является различным в каждой ПБС-GSM.
В соответствии с одним вариантом осуществления сейчас раскрытого способа и устройства, информация, которая предоставляется, включает в себя:
(1) время МДКР,
(2) указание числа каналов GSM, которые необходимо искать,
(3) порог уровня принятого сигнала и
(4) информацию, относящуюся к каждому из каналов, подлежащих поиску.
В одном варианте осуществления раскрытого способа и устройства информация, которая относится к каждому из каналов, включает в себя:
(1) частотный диапазон, который включает в себя канал, подлежащий поиску,
(2) частоту канала, подлежащего поиску (такую, как «ARFCN», определенную в промышленном стандарте, относящемуся к системам связи GSM),
(3) идентификационный код, связанный с каналом (такой как идентификационный код базовой станции (ИКБС), определенный в промышленном стандарте, относящемся к системам связи GSM),
(4) номер кадра (такой как номер кадра GSM, определенный в промышленном стандарте, относящемся к системам связи GSM, который передается в идентифицированное время МДКР), и
(5) конкретная часть кадра, передаваемого в идентифицированное время МДКР.
В альтернативном варианте осуществления раскрытого способа и устройства первые три бита ИКБС, которые идентифицируют цветовой код сети, передаются один раз для всех каналов, подлежащих поиску.
Последующее является описанием, как эта информация используется для того, чтобы уменьшить количество времени, необходимого для того, чтобы определить, имеется ли подходящая потенциальная станция, в которую можно выполнить передачу обслуживания.
Фиг.15 иллюстрирует блок-схему, изображающую процесс, который происходит, когда БС-МН 1501 желает определить, могло ли быть выгодным выполнить передачу обслуживания. Следует заметить, что процесс, изображенный на Фиг.15 и описанный ниже, может быть выполнен либо в ответ на определение, что сигнал, который в текущий момент поддерживает коммуникации в ПС, является слишком слабым, либо после любого другого события запуска.
Процесс начинается с сообщения запроса поиска подходящей частоты 1503, передаваемого из БС-МН 1501 в ПС 1505. В одном варианте осуществления раскрытого способа и устройства сообщение запроса поиска подходящей частоты имеет следующий формат, включающий поля, изображенные в таблицах 1-3.
Таблица 1
Поле
Длина (бит)
USE_TIME
1
ACTION_TIME
6
RESERVED_l
4
CFSRM_SEQ
2
SEARCH_TYPE
2
SEARCH_PERIOD
4
SEARCH_MODE
4
MODE_SPECIFIC_LEN
8
Поля, характерные для режима А-0 или 6
8x MODE_SPECIFIC_LEN
ALIGN_TIMING
1
SEARCH_ОFFSEТ
0 или 6
В соответствии с этим вариантом осуществления, каждое из изображенных полей определяется промышленным стандартом для систем МДКР 2000. Однако в одном варианте осуществления раскрытого способа и системы определен дополнительный режим поиска. Этот дополнительный режим поиска запрашивает поиски каналов GSM.
Когда поле режима поиска запрашивает поиск каналов GSM, передаются следующие поля:
Таблица 2
Поле
Длина (бит)
SF_TOTAL_EC_THRESH
5
SF_TOTAL_EC_IO_THRESH
5
GSM_RXLEV_THRESH
6
N_COL_CODE
0 или 3
BSIC_VERIF_REO
1
GSM_T_REF_INCL
1
CDMA_TIME
0 или 6
NUM_GSM_CHAN
6
Следующее множество полей повторяется один раз для каждого канала, подлежащего поиску:
GSM_FREQ_BAND
3
ARFCN
10
BSIC_VERIF_REQ
1
GSM_FRAME
0 или 19
GSM_FRAME_FRACT
0 или 9
Поля, которые изображены в таблице 2, определены следующим образом.
SF_TOTAL_EC_THRESH - порог полной Ес пилот-сигнала частоты обслуживания.
Если подвижная станция не должна использовать измерение полной Ес пилот-сигналов в активном множестве частот обслуживания в процедуре периодического поиска частот GSM, базовая станция установит это поле в «11111», в противном случае базовая станция установит это поле в
где TOTAL_EC_THRESH определяется с помощью следующего правила: мобильная станция не должна посещать любую частоту GSM, если полная Ес пилот-сигналов в активном множестве частот обслуживания больше, чем TOTAL_EC_THRESH.
SF_TOTAL_EC_TO_THRESH - порог полного Ес/Io пилот-сигнала частоты обслуживания.
Если подвижная станция не должна использовать измерение полного Ес/Io пилот-сигналов в активном множестве частот обслуживания в процедуре периодического поиска частот GSM, базовая станция установит это поле в “11111”, в противном случае базовая станция установит это поле в
где TOTAL_EC_TO_THRESH определяется с помощью следующего правила: мобильная станция не должна посещать любую частоту GSM, если полное Ес/Io пилот-сигналов в активном множестве частот обслуживания больше, чем TOTAL_EC_TO_THRESH.
GSM_RXLEV_THRESH - порог RXLEV GSM.
Базовая станция установит это поле на минимальный GSM RXLEV, который мобильной станции разрешено сообщать. RXLEV GSM определен в разделе 8.1.4 стандарта 05.08 GSM.
GSM_T_REF_INCL - включенная привязка времени GSM.
Это поле указывает, включена ли привязка времени GSM в это сообщение.
Если привязка времени GSM определена в этом сообщении, базовая станция установит это поле в “1”. Иначе базовая станция установит это поле в “0”.
CDMA_TIME - выбранная точка во времени МДКР, в которой БС-МН знает номер кадра и часть кадра, которая передается каждой из ПБС-GSM, для которой БС-МН будет запрашивать ПС для поиска.
Если GSM_T_REF_INCL установлено в “1”, базовая станция установит это поле в системное время МДКР в блоках 80 мс (по модулю 64), к которому относится FRAME_GSM. Если поле USE_TIME установлено в “0”, базовая станция пропустит это поле.
- NUM_GSM_CHAN - число каналов GSM.
Базовая станция установит это поле в число
ARFCN для поиска.
GSM_FREQ_BAND - частотный диапазон GSM.
В соответствии с вариантом осуществления раскрытого способа и устройства, следующие значения передаются для того, чтобы указать конкретный частотный диапазон GSM:
Таблица 3
Частотный диапазон GSM (двоичный)
Частотный диапазон GSM
<u>000</u>
<u>P-GSM 900</u>
<u>001</u>
<u>E-GSM 900</u>
<u>010</u>
R-GSM 900
<u>011</u>
<u>ЦСС (цифровая система связи) 1800</u>
<u>100</u>
<u>СПС (служба персональной связи) 1900</u>
ARFCN - абсолютный номер радиочастотного канала
Базовая станция установит это поле в абсолютный номер радиочастотного канала для поиска, как определено в разделе 2 стандарта 05.05 GSM.
BSIC_VERIF_REQ - требуемая проверка идентификационного кода базовой приемопередающей станции.
Базовая станция установит это поле в “1”, если требуется проверка идентификационного кода базовой приемопередающей станции для соответствующей ARFCN; в противном случае базовая станция установит его в “0”.
BSIC - идентификационный код базовой приемопередающей станции.
Если BSIC_VERIF_REQ установлено в “1”, базовая станция установит это поле в идентификационный код базовой приемопередающей станции канала GSM для поиска, как определено в разделе 4.3.2 стандарта 03.03 GSM. Если поле BSIC_VERIF_REQ установлено в “0”, базовая станция пропустит это поле.
FRAME_GSM - номер кадра GSM, который передается по связанному каналу во время, определенное в связанном поле времени МДКР.
Если GSM_T_REF_INCL установлено в “1”, базовая станция установит это поле в номер кадра GSM, действующий во время, определенное в поле CDMA_TIME в целевой базовой станции GSM, как определено в разделе 3.3.2.2 стандарта 05.02 GSM. Если поле GSM_T_REF_INCL установлено в “0”, базовая станция пропустит это поле.
FRAME_GSM_FRACT - часть кадра GSM, которая передается по связанному каналу во время, определенное в связанном поле времени МДКР.
∧
∧
Если GSM_T_REF_INCL установлено в “1”, базовая станция установит это поле в число 1/29 части кадра GSM, действующего во время, определенное в поле CDMA_TIME в целевой базовой станции GSM, с диапазоном от 0 до (29-1). Длительность кадра GSM определена в разделе 4.3.1 стандарта 05.02 GSM как 24/5200 с. Если поле GSM_T_REF_INCL установлено в “0”, базовая станция пропустит это поле.
После приема сообщения 1503 запроса поиска потенциальной частоты, ПС 1505 предпочтительно оценивает количество времени, которое потребуется ПС 1505 для того, чтобы выполнить запрошенные поиски. Оценка может быть выполнена любым хорошо известным способом. Оценка передается в БС-МН в ответном сообщении 1507 поиска потенциальной частоты.
В соответствии с одним вариантом осуществления раскрытого способа и системы, БС-МН 1501 отвечает в ответном сообщении 1507 поиска потенциальной частоты с помощью определения, выполнить ли поиск, и если да, как должен быть выполнен поиск. Например, в одном варианте осуществления БС-МН 1501 передает управляющее сообщение поиска потенциальной частоты, указывающее, что ПС 1505 должна начать выполнение поиска в заданное начальное время (определенное в управляющем сообщении) и должен ли быть выполнен поиск один раз, постоянно или периодически.
ПС 1505 отвечает на управляющее сообщение с помощью выполнения поиска на основании принятой информации. ПС 1505 использует информацию синхронизации, обеспеченную (т.е. величину, обеспеченную в поле времени МДКР) для того, чтобы идентифицировать время, в которое идентифицированная часть кадра GSM была послана, для того, чтобы определить, когда искать каждый сигнал GSM, для которого БС-МН 1501 запросила ПС для поиска.
ПС 1505 будет предпочтительно искать каждую GSM только во время, когда сигнал GSM передает идентифицирующую информацию, такую как ИКБС. ПС 1505 может затем как произвести измерения качества сигнала, так и сравнение ИКБС с ИКБС, связанным с каналом, для которого ПС 1505 была запрошена для поиска. Если имеется соответствие, тогда ПС 1505 сообщит качество сигнала, передаваемого по каналу, для которого ПС 1505 была запрошена для поиска (такое, как величина мощности в сигнале, отношение сигнала к шуму или любой другой показатель качества сигнала).
Когда ПС 1505 определила качество сигнала, передаваемого по каждому из каналов, для которых ПС 1505 была запрошена для поиска, ПС 1505 составит сообщение 1511 отчета поиска потенциальной частоты. Сообщение 1511 отчета поиска потенциальной частоты затем передается из ПС 1505 в БС-МН 1501. В зависимости от содержания управляющего сообщения ПС 1505 может повторно передать сообщение 1511 отчета.
Если БС-МН 1501 определяет, что условия для передачи обслуживания созрели, тогда БС-МН 1501 передает сообщения 1513 в ПБС-GSM 1515 для того, чтобы подготовить ПБС-GSM 1515 принять передачу обслуживания. Одним способом, используемым для того, чтобы передавать сообщения в ПБС-GSM 1515, является формирование пакета информации в стандартном сообщении передачи обслуживания GSM. Cообщение передачи обслуживания может включать в себя информацию синхронизации, относительно того, когда искать сигнал синхронизации в случаях, в которых имеется существенный сдвиг в синхронизации GSM по отношению к синхронизации МДКР. Такие сообщения известны в данной области техники и поэтому не описаны в настоящем описании подробно ради простоты.
Когда ПБС-GSM 1515 принимает сообщение 1513 подготовки передачи обслуживания, сообщение 1517 команды передачи обслуживания GSM MC-MAP передается в ПС 1505 в обычном формате GSM. ПС 1505 и ПБС-GSM затем обмениваются сообщениями 1519 доступа и сбора информации системы, по существу, обычным способом. ПС 1505 затем предоставляет сообщение 1521 завершения передачи обслуживания в ПБС-GSM 1515. ПБС-GSM 1515 и БС-МН 1501 затем обмениваются сообщениями 1523 завершения передачи обслуживания.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что, если ПС 1505 может быстро идентифицировать сигналы, передаваемые из ПБС-GSM 1515, тогда ПС 1505 сможет определить, когда контролировать сигналы, передаваемые другими интересуемыми ПБС-GSM 1515. Кроме того, так как сообщение 1503 запроса поиска потенциальной частоты включает информацию относительно каждого из каналов, для которых ПС 1505 запрашивается для поиска, поиск сигналов, связанных с каждым из этих каналов, может быть выполнен в нескольких интервалах времени (каждый из которых по длительности равен 0,5 миллисекунд). Таким образом, раскрытый сейчас способ и система позволяют ПС 1505 выполнить поиск кандидатов передачи обслуживания, не требуя много времени (только в целом несколько миллисекунд) из времени, которое ПС 1505 принимает сигналы МДКР.
Следует заметить, что несмотря на то, что раскрытый выше вариант осуществления ссылается на системы GSM, только что раскрытый способ и устройство одинаково применимы к любой системе МДВР, в которой информация передается в течение точно определенных интервалов времени.
Несмотря на то, что предпочтительные варианты осуществления описаны выше со ссылкой на конкретную гибридную систему GSM/МДКР, будет понятно, что принципы настоящего изобретения могут быть также применены к выполнению передач обслуживания с помощью подвижной станции также в других системах связи. Кроме того, несмотря на то, что предпочтительные варианты осуществления делали ссылку на конкретные стандарты связи, основанные на МДВР и МДКР, специалисты в данной области техники поймут, что способы и принципы, описанные выше, могут быть также использованы вместе с другими способами кодирования данных и модуляции сигнала. Объем настоящего изобретения включает в себя не только завершенные системы и коммуникационные процессы, описанные выше, но также различные инновационные элементы этих систем и процессов, а также их комбинации и подкомбинации.
Будет понятно, что предпочтительные варианты осуществления, описанные выше, процитированы только в качестве примера, и полный объем изобретения ограничивается только формулой изобретения.